1. Identificazione della permeabilità relativa
Seguire la procedura per trovare la permeabilità relativa del piccolo induttore (nucleo di ferrite giallo/bianco). Le dimensioni del nucleo sono mostrate in Fig. 2 e il numero di giri è N= 75.
- Utilizzando un misuratore LCR, misurare l'induttanza dell'induttore sia a 120 Hz che a 1000 Hz.
- Costruisci il circuito in Fig. 1 su una proto-scheda, ma mantieni l'uscita del generatore di funzioni scollegata dalla proto-scheda.
- Controllare una sonda di tensione differenziale e una sonda di corrente per l'uscita di offset con la sonda di corrente collegata sul canale 1 e la sonda di tensione collegata sul canale 2.
- Notare i fattori di scala per la sonda differenziale sulla sonda stessa e sull'ambito. Impostare la sonda differenziale su 1/20 per una migliore risoluzione.
- Impostare la sonda corrente su 100 mV/A sulla sonda stessa e 1X sull'oscilloscopio. Tenere presente che questi fattori di ridimensionamento devono essere utilizzati durante l'esecuzione dei calcoli.
- Impostare l'uscita del generatore di funzioni (50 Ω connettore di uscita BNC) su 10 V di picco e forma d'onda sinusoidale a 1000 Hz. Osservare la forma d'onda utilizzando la sonda di tensione differenziale.
- Lasciare acceso il generatore di funzioni anche quando è scollegato, ma evitare di cortocircuitare i suoi terminali. La disattivazione del generatore di funzioni ripristina molte impostazioni.
- Collegare le sonde di corrente e tensione per misurare vC e i.
- Verificare che il circuito sia come desiderato e che tutte le connessioni siano mantenute.
- Collegare il generatore di funzioni al circuito.
- Fai uno screenshot della corrente e della tensione misurate con almeno tre periodi mostrati oltre ai valori di picco o RMS dei segnali misurati.
- Dal menu "Display" sull'ambito, modificare il formato di visualizzazione da "YT" a "XY".
- Osservate la curva B-H regolando le manopole di regolazione verticale del canale 1 e del canale 2 fino a quando la curva non si adatta allo schermo dell'oscilloscopio.
- Per visualizzare una curva più stabile, utilizzare l'opzione "persist" dal menu di visualizzazione con un'impostazione di 1 o 2 s.
- Fai uno screenshot della curva B-H misurata.
- Regolare la frequenza del generatore di funzioni a 120 Hz e riprendere lo screenshot della curva B-H dopo aver regolato le impostazioni della curva in base alle esigenze.
- Scollegare il generatore di funzioni e rimuovere l'induttore. Mantieni intatto il resto del circuito.
Figura 2: Dimensioni del nucleo dell'induttore più piccolo. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
2. Identificazione del numero di giri
L'induttore nero più grande (Bourns 1140-472K-RC) ha un numero imprecisato di giri. Per semplificare i calcoli, supponiamo che il nucleo sia un solenoide all-air-core con un raggio di 1,5 cm e una lunghezza di 2,5 cm. Se questa ipotesi non viene presa, la geometria del nucleo dovrà essere considerata e complicherà i calcoli. Tuttavia, questa ipotesi è ancora ragionevole dato che con un solenoide, il flusso deve passare attraverso l'aria su entrambi i lati del dispositivo e l'aria è il mezzo di flusso dominante.
- Utilizzando il misuratore LCR, misurare l'induttanza dell'induttore fornito sia a 120 Hz che a 1000 Hz.
- Posizionare l'induttore nel circuito mostrato in Fig. 1 , che dovrebbe essere ancora intatto dalla parte precedente dell'esperimento.
- Controllare una sonda di tensione differenziale e una sonda di corrente per l'uscita di offset con la sonda di corrente collegata sul canale 1 e la sonda di tensione collegata sul canale 2.
- Notare i fattori di scala per la sonda differenziale sulla sonda stessa e sull'ambito. Impostare la sonda differenziale su 1/20 per una migliore risoluzione.
- Impostare la sonda corrente su 100 mV/A sulla sonda stessa e 1X sull'oscilloscopio. Ricorda che questi fattori di ridimensionamento devono essere utilizzati quando si esegue calcoli utilizzando misurazioni o acquisizioni di dati per ulteriori analisi.
- Impostare l'uscita del generatore di funzioni (50 Ω connettore di uscita BNC) su 10 V di picco e forma d'onda sinusoidale a 1000 Hz. Osservare la forma d'onda utilizzando la sonda di tensione differenziale.
- Lasciare acceso il generatore di funzioni anche quando è scollegato, ma evitare di cortocircuitare i suoi terminali. La disattivazione del generatore di funzioni ripristina molte impostazioni.
- Collegare le sonde di corrente e tensione per misurare vC e i.
- Controllare il circuito e assicurarsi che le connessioni siano come desiderato.
- Collegare il generatore di funzioni al circuito.
- Fai uno screenshot della corrente e della tensione misurate con almeno tre periodi mostrati oltre ai valori di picco o RMS dei segnali misurati.
- Dal menu "display" sull'ambito, modificare il formato di visualizzazione da "YT" a "XY".
- Osservate la curva B-H regolando le manopole di regolazione verticale del canale 1 e del canale 2 fino a quando la curva non si adatta allo schermo dell'oscilloscopio.
- Per visualizzare una curva più stabile, utilizzare l'opzione "persist" dal menu di visualizzazione con un'impostazione di 1 o 2 s.
- Fai uno screenshot della curva B-H misurata.
- Regolare la frequenza del generatore di funzioni a 120 Hz e riprendere lo screenshot della curva B-H dopo aver regolato le impostazioni della curva in base alle esigenze.
- Spegnere il generatore di funzioni e smontare il circuito.
Curva 3.B-H di un trasformatore a 60 Hz
Il trasformatore utilizzato in questa dimostrazione scende da 115 V RMS a 24 V RMS, ma può essere utilizzato solo per la caratterizzazione della curva B-H in questo esperimento, quindi vengono utilizzati solo i terminali RMS da 120 V. Le dimensioni del trasformatore sono mostrate in Fig. 3.
- Utilizzando il misuratore LCR, misurare l'induttanza dell'avvolgimento lato V 115 a 120 Hz (più vicino ai 60 Hz nominali).
- Assicurarsi che l'interruttore di disconnessione trifase sia in posizione off.
- Collegare il cavo trifase al VARIAC.
- Costruisci il circuito mostrato in Fig. 4. Avere il trasformatore seduto sul lato della proto-scheda. Utilizzare cavi a banana per collegare AC1 e N dal VARIAC alla proto-scheda.
- Assicurarsi che variaC sia impostato su 0%.
- Controllare una sonda di tensione differenziale e una sonda di corrente per l'uscita di offset con la sonda di corrente collegata sul canale 1 e la sonda di tensione collegata sul canale 2.
- Annotare i fattori di scala per la sonda differenziale sulla sonda stessa e sull'ambito. Impostare il ridimensionamento della sonda differenziale su 1/200.
- Impostare la sonda corrente su 100 mV/A sulla sonda stessa e 1X sull'oscilloscopio. Ricorda che questi fattori di ridimensionamento devono essere utilizzati quando si esegue calcoli.
- Collegare le sonde di corrente e tensione per misurare vC e i.
- Controllare il circuito.
- Accendere l'interruttore di disconnessione trifase e regolare lentamente il VARIAC fino a raggiungere il 90%.
- Fai uno screenshot della corrente e della tensione misurate con almeno tre periodi mostrati oltre ai valori di picco o RMS dei segnali misurati.
- Dal menu "Display" sull'ambito, modificare il formato di visualizzazione da "YT" a "XY".
- Osservate la curva B-H regolando le manopole di regolazione verticale del canale 1 e del canale 2 fino a quando la curva non si adatta allo schermo dell'oscilloscopio.
- Per visualizzare una curva più stabile, utilizzare l'opzione "persist" dal menu di visualizzazione con un'impostazione di 1 o 2 s.
- Fai uno screenshot della curva B-H misurata.
- Ripristinare il VARIAC allo 0%, spegnere l'interruttore di disconnessione e smontare il circuito.
Figura 3: Dimensioni del nucleo del trasformatore. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Circuito di prova per determinare la curva B-H di un trasformatore a 60 Hz. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
