磁性元件的特性

按照程序找出小电感的相对磁导率 (黄/白铁氧体磁芯)。核心尺寸如图2所示, 轮数为N= 75。

1. 使用 LCR 表, 测量电感的电感在120赫兹和1000赫兹。
2. 在原板上构建图1中的电路, 但使函数发生器输出与原板断开。
3. 检查在通道1上连接的电流探头和连接在通道2上的电压探头上的差分电压探头和电流探头是否有偏移。
4. 注意探针本身和作用域上的差分探针的缩放系数。将差分探头设置为1/20 以得到更好的分辨率。
5. 将当前探头设置为探头本身的100毫伏/A, 并在示波器上1X。请记住, 在执行计算时需要使用这些缩放因子。
6. 设置函数发生器输出 (50 Ω BNC 输出连接器) 在10伏峰值和 1000 Hz 正弦波形。使用差分电压探头观察波形。
7. 即使断开连接, 也要使函数发生器保持不开, 但要避免短路其终端。关闭函数生成器将重置许多设置。
8. 连接电流和电压探头以测量v_C 和i。
9. 检查电路是否理想, 并保持所有连接。
10. 将函数发生器连接到电路。
11. 在测量信号的峰值或 RMS 值之外, 以至少三周期显示的测量电流和电压的截屏。
12. 从范围的 "显示" 菜单中, 将显示格式从 "," 更改为 "XY"。
13. 通过调整通道1和通道2垂直调整旋钮来观察 B H 曲线, 直到曲线适应示波器屏幕。
14. 为了看到一个稳定的曲线, 使用 "坚持" 选项从显示菜单在1或2秒的设置。
15. 取一张测量的 b-H 曲线的截图。
16. 调整功能发生器频率为120赫兹, 并重新夺回 B H 曲线截图后调整的曲线设置必要的。
17. 断开函数发生器并卸下电感器。保持电路的其余部分完好无损。

图 2: 尺寸较小的电感器核心.请单击此处查看此图的较大版本.

2. 确定轮数

较大的黑色电感器 (境界 1140-472K-RC) 的匝数未知。为了简化计算, 假设核心是一个全空芯螺线管, 半径为1.5 厘米, 长度为2.5 厘米。如果不采取这种假设, 核心的几何将被考虑并且将复杂化演算。然而, 这种假设仍然是合理的, 因为与螺线管, 通量必须通过空气在设备的两边和空气是主导的通量通路媒介。

1. 使用 LCR 表, 测量提供的电感在120赫兹和1000赫兹的电感。
2. 将电感器放在图1所示的电路中, 这在实验的前一部分仍然是完整的。
3. 检查在通道1上连接的电流探头和连接在通道2上的电压探头上的差分电压探头和电流探头是否有偏移。
4. 注意探针本身和作用域上的差分探针的缩放系数。将差分探头设置为1/20 以得到更好的分辨率。
5. 将当前探头设置为探头本身的100毫伏/A, 并在示波器上1X。请记住, 在使用任何测量或数据捕获进行进一步分析的计算时, 这些缩放因素都需要用到。
6. 设置函数发生器输出 (50 Ω BNC 输出连接器) 在10伏峰值和 1000 Hz 正弦波形。使用差分电压探头观察波形。
7. 即使断开连接, 也要使函数发生器保持不开, 但要避免短路其终端。关闭函数生成器将重置许多设置。
8. 连接电流和电压探头以测量v_C 和i。
9. 检查电路, 并确保连接是理想的。
10. 将函数发生器连接到电路。
11. 在测量信号的峰值或 RMS 值之外, 以至少三周期显示的测量电流和电压的截屏。
12. 从范围的 "显示" 菜单中, 将显示格式从 "," 更改为 "XY"。
13. 通过调整通道1和通道2垂直调整旋钮来观察 B H 曲线, 直到曲线适应示波器屏幕。
14. 为了看到一个稳定的曲线, 使用 "坚持" 选项从显示菜单在1或2秒的设置。
15. 取一张测量的 b-H 曲线的截图。
16. 调整功能发生器频率为120赫兹, 并重新夺回 B H 曲线截图后调整的曲线设置必要的。
17. 关闭函数发生器并拆卸电路。

3. 60 Hz 变压器的 b-H 曲线

本演示中使用的变压器将 115 v rms 降低到 24 v rms, 但只能用于此实验中的 B H 曲线特性, 因此仅使用了 120 v rms 终端。变压器的尺寸如图3所示。

1. 使用 LCR 计, 测量 115 V 边绕组在120赫兹 (接近额定 60 hz) 的电感。
2. 确保三相断开开关处于关闭位置。
3. 将三相电缆连接到调压器。
4. 构建图4所示的电路。让变压器坐在原板的一侧。使用香蕉电缆连接 AC1 和 N 从调压器到原板。
5. 确保调压器设置为0%。
6. 检查在通道1上连接的电流探头和连接在通道2上的电压探头上的差分电压探头和电流探头是否有偏移。
7. 记下探针本身和示波器上的差分探针的缩放系数。将差分探头缩放比例设置为1/200。
8. 将当前探头设置为探头本身的100毫伏/A, 并在示波器上1X。请记住, 在进行计算时需要使用这些缩放因子。
9. 连接电流和电压探头以测量v_C 和i。
10. 检查电路
11. 打开三相断开开关, 并慢慢调整调压器直到达到90%。
12. 在测量信号的峰值或 RMS 值之外, 以至少三周期显示的测量电流和电压的截屏。
13. 从范围的 "显示" 菜单中, 将显示格式从 "," 更改为 "XY"。
14. 通过调整通道1和通道2垂直调整旋钮来观察 B H 曲线, 直到曲线适应示波器屏幕。
15. 为了看到一个稳定的曲线, 使用 "坚持" 选项从显示菜单在1或2秒的设置。
16. 取一张测量的 b-H 曲线的截图。
17. 将调压器恢复到 0%, 关闭断开连接开关, 然后拆卸电路。

图 3: 变压器铁心的尺寸.请单击此处查看此图的较大版本.

图 4: 测试电路以确定 60 Hz 变压器的 b-H 曲线.请单击此处查看此图的较大版本.