Индуктивно-связанных катушек

Рассмотрим три способа маркировки одноименных зажимов индуктивно-связанных катушек.

1. Последовательное соединение катушек

В разделе 4.1.2 при расчете цепи с последовательным соединением катушек указывалось, что в случае согласного включения катушек ток в последовательной цепи меньше, чем ток при встречном включении (при одном и том же входном напряжении). Поэтому для маркировки зажимов сначала условно присваивают концам катушек индексы "1","2" и "3","4", соединяют катушки по схеме рис. 4.3 последовательно (рис.4.5,а) и измеряют величину тока I₁.

а) б)

Рис. 4.5. Последовательное соединение катушек

После этого меняют местами зажимы одной из катушек (например, катушки 2 на рис. 4.5,б) и при том же входном напряжении измеряют ток I₂.

Сравнивая значения измеренных токов определяют одноименные зажимы катушек. Для наглядности выбора одноименных зажимов приведена табл. 4.1.

Маркировка зажимов катушек Таблица 4.1

2. Метод трех вольтметров

Для маркировки зажимов катушек методом трех вольтметров используют схему, представленную на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Схема маркировки зажимов катушек

методом трех вольтметров

Первую катушку подключают к источнику напряжения U. Концы катушек 2 и 4 для гальванической связи соединяют перемычкой. Подключают вольтметры в соответствии со схемой.

Примем положительные направления падений напряжения на первой катушке U₁ и напряжения U₃, измеряемых вольтметрами V₁ и V₃, такие, как на рис. 4.6. Предположим, что направление напряжения U₂ взаимной индукции во второй катушке такое, как обозначено на рисунке. Тогда, обходя контур против часовой стрелки, в соответствии с ЗНК запишем:

U₁− U₂− U₃=0. (4.12)

Третий вольтметр покажет напряжение U₃= U₁− U₂.

Если наше предположение по поводу направления напряжения U₂ верно, то показание вольтметра V₃ будет равно разности показаний вольтметров V₁ и V₂. А это, в свою очередь, означает, что напряжение взаимоиндукции U₂ во второй обмотке направлено так же, как и напряжение самоиндукции U₁ (и ток) первой обмотки. Тогда одноименными зажимами являются 1,3 или 2,4.

Если показание вольтметра V₃ окажется равной сумме показаний вольтметров V₁ и V₂, то наше предположение о направлении напряжения взаимоиндукции U₂ оказалось неверным, и оно направлено в сторону, противоположную указанному направлению на рис. 4.6. Тогда в уравнении (4.12) напряжение U₂ должно быть записано с другим знаком. В этом случае одноименными зажимами являются 1,4 или 2,3.

Для наглядности также сведем результаты опыта в табл. 4.2.

Маркировка зажимов катушек Таблица 4.2

Показание вольтметра V3	Одноименные зажимы
Разность показаний	1,3 или 2,4
Сумма показаний V1 + V2	1,4 или 2,3

Следует отметить, что в таблице разность берется как абсолютная величина (модуль) разности показаний вольтметров. Это объясняется тем, что при числе витков второй катушки, большем числа витков первой, величина напряжения U₂ больше величины напряжения U₁. Тогда их разность отрицательна. А поскольку вольтметры показывают действующие значения без учета знака (направления) падения напряжения, следует оперировать с модулем разности показаний вольтметров.

2.Метод маркировки зажимов катушек на постоянном токе

На практике часто применяют еще один способ определения одноименных зажимов с использованием источника и вольтметра постоянного тока. Индуктивно-связанные катушки включают по схеме рис. 4.7,а.

а) б)

Рис. 4.7. Схема опыта маркировки зажимов на постоянном токе.

а) схема включения катушки и вольтметра;

б) условное изображение панели вольтметра постоянного тока

Зажимам катушки присваивают индексы 1...4 и подключают вольтметр в соответствии с принятой на рис. 4,8,а полярностью. При замыкании ключа К в катушке, подключенной к источнику Е постоянного тока, возникает напряжение самоиндукции U₁. Если одноименными зажимами являются 1,3 или 2,4, то во второй катушке возникает напряжение взаимоиндукции U₂ с полярностью (направлением), указанном на рис. 4.7,а. В этом случае стрелка вольтметра отклонится в направлении, указанном на рис. 4,7,б. Если стрелка прибора отклонится в момент замыкания ключа К в противоположном направлении, это значит, что направление напряжения взаимоиндукции противоположно принятому нами, и одноименными являются зажимы 1,4 или 2,3.

Данный способ удобен в тех случаях, когда отсутствуют источники переменного тока низкого напряжения, а монтаж устройства следует произвести с учетом маркировки зажимов катушек. Например, при подключении трехфазных асинхронных машин к сети переменного тока необходимо знать, какие из зажимов трехфазной обмотки являются одноименными, чтобы правильно организовать последовательность фаз в трехфазной системе. Если зажимы обмоток не промаркированы, данный способ позволяет быстро и просто это сделать.