ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗΣ (L) Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Σύμφωνα με το νόμο Faraday, αν μεταβάλλεται η μαγνητική ροή με τον χρόνο σε ένα πηνίο, (δηλ. μεταβάλλεται η ροή ρεύματος ) προκαλείται επαγόμενη τάση. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται αυτεπαγωγή. Όταν το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα A.C. τότε λέμε ότι παρουσιάζει επαγωγική αντίσταση η οποία συμβολίζεται με X L και έχει μονάδα μέτρησης το Ohm (Ω) . Η τιμή της εξαρτάται από την συχνότητα του ρεύματος και τα χαρακτηριστικά στοιχεία του πηνίου (μήκος, διάμετρο, και αριθμό σπειρών) δηλαδή τον συντελεστή αυτεπαγωγής L. XL = L · ω = 2π · f · L (1) Στο εναλλασσόμενο ρεύμα ισχύει ο νόμος του Ohm για ενεργές τιμές: Ιεν=Uεν/Χ L --> XL=Uεν/Iεν (2) Από (1) και (2) έχουμε : L= Uεν/(2πf*Iεν ) Β. ΚΥΚΛΩΜΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Γ. ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Η μέτρηση μιας αυτεπαγωγής μπορεί απλά να επιτευχθεί με αμπερόμετρο και βολτόμετρο όταν μετρηθούν τα ηλεκτρικά μεγέθη του κυκλώματος Καταρχάς, συνδέστε το κύκλωμα χρησιμοποιώντας ένα πηνίο αυτεπαγωγής L Μετρήστε το ρεύμα του πηνίου Ι L για κάθε μια τιμή της τάσης όπως εμφανίζεται στον πίνακα μετρήσεων Υπολογίστε την επαγωγική αντίσταση X L και την αυτεπαγωγή L Συμπληρώστε τον πίνακα μετρήσεων Μπορείτε να πραγματοποιήσετε την εργαστηριακή άσκηση στο ακόλουθο εικονικό ηλεκτρολογικό εργαστήριο Δ. ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ερώτηση: γιατί επιλέγουμε τη μέση τιμή των μετρήσεων της αυτεπαγωγής; Ε. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΤ. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Να εξηγήσετε πότε το πηνίο συμπεριφέρεται ως βραχυκύκλωμα και πότε ως ανοικτοκύκλωμα. Εξηγήστε πως εξαρτάται η επαγωγική αντίσταση από την συχνότητα του ρεύματος. Να φτιάξετε την διανυσματική παράσταση των μεγεθών τάσης- έντασης.
ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ 1o ΕΠΑΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ, ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΩΝ 3ο ΕΚ Β ΑΘΗΝΑΣ (ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ)
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ
Σκοπός της άσκησης Όταν οι μαθητές θα έχουν ολοκληρώσει την εργαστηριακή άσκηση θα είναι σε θέση να: -- εξηγούν το φαινόμενο της επαγωγής -- υπολογίζουν την αυτεπαγωγή ενός πηνίου όταν διαρρέεται από A.C ρεύμα
Κατά την σύνδεση πηνίων, η ισοδύναμη αυτεπαγωγή υπολογίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως η ωμική αντίσταση. Κατά την σύνδεση σε σειρά Ν πηνίων, η ολική αυτεπαγωγή θα δίνεται από την σχέση: L = L1 + L2 + … Αντίστοιχα, η παράλληλη σύνδεση Ν πηνίων δίνει: 1/L = 1/L1 + 1/L2 + …
Τι είναι το πηνίο Το πηνίο είναι ένα από τα κύρια εξαρτήματα των ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Πρόκειται για ένα συρμάτινο τύλιγμα που έχει την ιδιότητα να αναπτύσσει μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του όταν διαρρέεται από ρεύμα. Οι ιδιότητες των πηνίων και το φαινόμενο της αυτεπαγωγής μελετήθηκαν από τον Αμερικανό φυσικό Τζόζεφ Χένρι το 1823.