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EL2Praktikum

18.Jun.2004



Messbericht,ergabdieNote6.0 Rot= KommentarevonMartinSchlup (ProfessorfürelektrotechnischeFächeranderZHW)

Praktikum Elektrotechnik Versuch2.4

MagnetischerFlussundInduktionsgesetz

Zusammenfassung Wieweiter? DasMagnetfeld(magnetischeFlussdichteB)einesDauermagnetenkannmiteinemVersuchermittelt werden.DabeiwirdderDauermagnetdurcheineSpulebewegtunddieinduzierteSpannunggemessen. DieGeschwindigkeitderBewegunghatkeinenEinflussaufdenmagnetischenFlussundsomitauchnicht aufdasMagnetfeld.

Versuchsleiter: Assistent: Klasse: Semester: Dozent: Datum:

G.Ruinelli M.Bürgi ET1a 2 Spm 13.Mai2004


                                        

 ZürcherHochschuleWinterthur

GeorgeRuinelli

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AufgabenstellungundZielsetzung EssolldasMagnetfeldeinesDauermagnetenermitteltwerden.Diessollumgesetztwerden,indemman denDauermagnetendurcheineSpulefallenlässtunddieinduzierteSpannunginderSpulemiteinemKO ausmisst.DieFlächeunterderu-t-Kennlinie(KO-Bild)kanndann(nummerisch)integriertwerden. Gleichzeitigsollüberprüftwerden,obdermagnetischeFlussunabhängigvonderGeschwindigkeitdes Dauermagnetenist. Bedeutung?

Messschaltung

Spule1 CH1

KO

Spule2

Vorgehen DerDauermagnetwirddurchdasKunstoffrohrfallengelassen(sieheMessobjekte).DadasRohrsenkrecht steht,wirdermit 9.81

m 2 (Erdbeschleunigung)beschleunigen.AllfälligeReibungsverlustesollen s

vernachlässigtwerden.

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MessungundAuswertung

?

?

DiemagnetischeFlussdichtelässtsichmitderFormel B=

max berechnen,wobeiNdieAnzahl N⋅A

WindungenderSpuleundAdieQuerschnittsflächedesDauermagnetenist. DermagnetischeFlusslässtsichmit =∫ u t ⋅dt berechnen. u(t)istdieSpannung,welchedurchdenDauermagneteninderSpuleinduziertwird.

DermagnetischeFluss

BedeutungderSymbole?

DaderDauermagnetbeschleunigt,ändertsichseineGeschwindigkeitständig.Dieselässtsichmitder Formel v  s=  2⋅s⋅a berechnen.SomithaterbeimdurchquerendererstenSpuleeine Geschwindigkeitvonungefähr1.6m/sundbeiderzweitenSpule2.7m/s (unterderAnnahme,dasserabOberkantedesRohresfallengelassenwirdunddieDistanzbiszuden Spulen127mmbzw.376mmsind). DassderDauermagnetbeimDurchlaufenderMessstreckeschnellerwird,istandenZeitender Spannungimpulsedeutlicherkennbar:

A2 A1

A4 A3

Messung: 100mV/Div 20mS/Div

NummerischwurdendieFlächenunterdenHalbwellenintegriert(sieheAnhang). DabeiergabensichfolgendeWerte: A1=3.7mVs A2=3.9mVs A3=3.7mVs A4=3.6mVs Mansieht,dassallevierFlächenannäherndgleichgrosssind,darauslässtsichfolgern,dassdie GeschwindigkeitkeinenEinflussaufdieFlächenhat. DasProduktausSpannungmalZeitentsprichtdemmagnetischenFlussundistgleichderFlächeunterder Kurve.DermaximaleFluss max istdementsprechenddieIntegrationderganzenFlächeeines Spannungs(im)pulses.  ZürcherHochschuleWinterthur

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FürdieweiterenBerechnungensollderDurchschnittdervierMesswertegenommenwerden:3.7mVs. AlsToleranzdurchdasnurungefähre(manuelle)AufsummierenunddieAbweichungendesKO'skann ca.5%angenommenwerden. Somitergibtsich: max =3.7 mVs±0.2 mVs

DiemagnetischeFlussdichte DiemagnetischeFlussdichte FürdieMessungenwurdenSpulenmiteinerWicklungszahlvon32verwendet,Nistalso=32. DieQuerschnittsflächedesDauermagnetist: 2

A=

2

18.0 mm±0.1 mm d 2 2 ⋅= ⋅=254 mm ±3 mm 4 4

Somitergibtsichfür: 0.46T+/-0.03T

B=

max mVs mVs 3.7 mVs±0.2 mVs =455 2 ±30 2 =0.455 T ±0.030 T = 2 2 N⋅A 32⋅254 mm ±3 mm  m m 

WiemandembeiliegendenDatenblattentnehmenkann,entsprichtdieserWertdurchwegsdem Magnetfeld,wieesindustriellhergestellteMagneteaufweisen.

Fehlerbetrachtung

Istsehrschwach,derStrominderSpule