LEGEA INDUCTIEI ELECTROMAGNETICE BOBINE CUPLATE MAGNETIC

LEGEA INDUCTIEI ELECTROMAGNETICE

BOBINE CUPLATE MAGNETIC

Experienta arata ca variatia unui flux magnetic in timp produce in medii conductoare (exemplu o spira conductoare) o tensiune indusa. La baza acestui fenomen sta legea inductiei electromagnetice, care intr-una din formele ei matematice se scrie:

, (1)

adica tensiunea indusa (intr-o spira) este egala si de semn contrar cu variatia in timp a fluxului magnetic printr-o suprafata sprijinita pe conturul spirei.

In general variatia fluxului magnetic si deci producerea tensiunii electromotoare induse are doua cauze distincte: fie spira este plasata intr-un camp magnetic variabil in timp, cand vorbim de o tensiune indusa prin transformare, fie spira se deplaseaza intr-un camp magnetic uniform, cand vorbim de o tensiune indusa prin deplasare. Relatia (1) inglobeaza cele doua componente, exista insa si o forma dezvoltata a legii in care cele doua componente sunt distincte.

Inductia electromagnetica sta la baza functionarii transformatorului electric. Un fel de transformator mult simplificat il reprezinta dispozitivul electromagnetic din fig.1, format din circuitul feromagnetic pe care sunt plasate doua bobine. Prima bobina cu N₁ spire, numita bobina primara, este parcursa de curentul sinusoidal , cu pulsatia cunoscuta, in timp ce bobina a doua cu N₂ spire, bobina secundara, este neconectata (este in gol).

Curentul sinusoidal i₁ ce trece prin bobina primara, produce campul magnetic H variabil in timp ale carui linii de camp se inchid prin miezul feromagnetic, inlantuind (strabatand) si spirele bobinei secundare, fig.1.

Aplicand legea circuitului pe o linie medie a campului magnetic de lungime l_m, avem: , de unde:

. (2)

Cu toate ca intensitatea campului magnetic H variaza pe sectiunea S a circuitului feromagnetic (deoarece variaza lungimea l a linie ce camp), se va considera ca H este constant pe sectiune, H=H_med.

Pe baza legii inductiei electromagnetice, campul magnetic sinusoidal induce o tensiunea u_e2 in cele N₂ spire ale bobinei din secundar:

, (3)

unde reprezinta fluxul magnetic printr-o spira a bobinei secundare (egal cu fluxul magnetic printr-o sectiune transversala a circuitului magnetic).

Relatia (2) devine:

. (4)

Cum bobina secundara este in gol, tensiunea la bornele sale este , a carui valoare efectiva masurata de voltmetrul din secundar este:

(5)

sau    (6)

in care B reprezinta valoarea efectiva a inductiei magnetice din circuitul feromagnetic.

MERSUL LUCRARII

Se realizeaza montajul din fig.2 in care , . Inainte de realizarea montajului se masoara lungimea medie a circuitului feromagnetic l_m si sectiunea acestuia, S.

Pentru valorile curentului din tab.1 (stabilite prin modificarea cursorului de la autotransformator) se citeste tensiunea U₂ de la bornele secundarului, valori care se trec in tab.1.

Se calculeaza valorile efective ale intensitatii campului magnetic, H, (cu relatia 2) si a inductiei magnetice, B, (din relatia (5) se obtine ), valori care se trec in tab.1.

Se determina permeabilitatea magnetica relativa a circuitului feromagnetic,

, cu , valori care se trec in tab.1.

Tab.1

Se ridica grafic, pe hartie milimetrica, curba de magnetizare B=f(H).

In circuitul feromagnetic se realizeaza un intrefier , cum indica fig.3. Pentru valorile curentului din tab.2, se citeste tensiunea U₂ din secundar pentru si , valori care se trec in tab.2.

Tab.2

Se reprezinta pe acelasi grafic curbele U₂=f(I₁), pentru (valori din tab.1), pentru si .

Se interpreteaza rezultatele obtinute (valorile scazute ale tensiunii U₂ cu cresterea intrefierului