Почему насыщенность в обратном направлении отличается от насыщенности?

Я пытаюсь получить кривую гистерезиса трансформатора с железным сердечником.

Чтобы интегрировать выходное напряжение вторичной катушки, я использовал операционный усилитель LM741, резистор 10 кОм, конденсатор 0,1 мкФ и резистор 1 МОм. Это моя установка. Позже я добавил емкостной делитель напряжения на другую макетную плату в дополнение к тому, что показано (это упоминается далее в следующем тексте).

0Первоначально я получил в значительной степени насыщенную и почти искаженную кривую с 1 В в качестве источника питания переменного тока. Я тогда понял, что 1V слишком большой.

1

Первичная обмотка трансформатора 600 витков 2А, вторичная 300 витков 4А. Входное напряжение на интегратор операционных усилителей составляет 0,5 В.

После добавления емкостного делителя напряжения (состоит из конденсаторов 0,1 мкФ и 10 мкФ с 0,5 В в качестве входной мощности переменного тока) я снизил напряжение примерно до 0,005 В (в качестве отправной точки).

Это изображение ниже получено, когда входное напряжение переменного тока составляет 4 В (2 В после прохождения через трансформатор и около 0,02 В на интегратор операционного усилителя после прохождения через делитель напряжения).

Это выглядит намного лучше. Однако я заметил, что он более насыщен в прямом направлении, чем в положительном.

2

Я имею в виду, что теоретически цикл должен выглядеть примерно так:Идеально

Насыщение в обратном направлении начинает появляться при входном переменном напряжении = 8В (4В после прохождения трансформатора). Так выглядит петля при напряжении переменного тока = 9В.

В чем может быть проблема? Есть ли какие-либо теории или эффекты, о которых я могу прочитать дальше?

4

ОБНОВЛЕНИЕ После уменьшения емкости второго конденсатора в делителе напряжения я получил гораздо более симметричную кривую. Однако появляется провал. Это из-за качества моего операционного усилителя LM741?

6

Я очень ценю работу, которую вы вложили в это. Честно говоря, я не проводил подобных экспериментов, и я очень впечатлен тем, что вы их делаете. Очень впечатлен. Я заметил в Интернете этот сайт Чегга, который отражает дискуссию в лаборатории Аризонского университета , в которой обсуждаются эти измерения. Я не пробовал их и не просматривал детали на сайте. Но мне кажется полезным, на первый взгляд. В любом случае +1 к вашему вопросу!!
Какой частоты переменного тока вы используете? Почему вы измеряете первичное напряжение, а не ток (см. ссылку @jonk)? Асимметрию можно объяснить любым остаточным магнетизмом в вашем ядре или воздействием внешнего поля.
@DaveTweed Я использую переменный ток 50 Гц. Я напрямую подключил первичное напряжение к первичной обмотке трансформатора, не добавляя никакого резистора между ними, чтобы получить ток, потому что я думал, что не будет никакой разницы с точки зрения измерения тока или напряжения. Но будет ли это иметь значение?
Ну да, конечно! Ненагруженный трансформатор представляет собой индуктор, а это означает, что напряжение и ток сдвинуты по фазе на 90 градусов.
На какой технической теории основан этот эксперимент? Отсутствие измерения тока является серьезным недостатком.
Ссылка, размещенная @jonk, довольно ясно показывает, как ее следует настроить.
@Andyaka Спасибо. Мне удалось измерить ток амперметром после обновления моей установки! Я соединил счетчик с резистором и входом последовательно.
@DaveTweed Большое спасибо. Ваша подсказка очень помогла.

Ответы (1)

Я считаю, что проблема в том, как вы подключаете источник питания к операционному усилителю. Большинство настольных источников питания постоянного тока, с которыми я работал, не обеспечивают V_supply на клемме + относительно земли и -1 * V_supply на отрицательной клемме относительно земли. Вместо этого напряжение, отображаемое на источнике питания, представляет собой напряжение на клеммах + и -.

Если + и - клеммы вашего источника питания плавают относительно земли (это типично, когда источник питания имеет +, - и землю, но я бы прочитал руководство для вашего источника питания, а не делал предположения), вы можете получить положительное и отрицательное питание. рельсы с использованием двух источников питания, как описано в этом руководстве BK Precision https://bkprecision.force.com/desk/s/article/how-do-i-get-a-positive-and-negative-voltage-output-out -моего-постоянного-источника-питания

Спасибо. Не могли бы вы немного объяснить, что вы подразумеваете под «плавающим»?
По сути, между ними и землей существует бесконечное сопротивление. Один из способов подумать об этом — представить себе батарею, которую держат в воздухе. Между положительной и отрицательной клеммами есть 1,5 вольта, но они могут иметь любое напряжение по отношению к земле, поскольку от них нет электрического соединения с землей. В данном случае я имею в виду землю как электрический потенциал буквальной земли. конечно, для источника напряжения это работает только для его номинального диапазона, но для вашего эксперимента вы, вероятно, останетесь в пределах этого диапазона.
Почему насыщенность в обратном направлении отличается от насыщенности?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v