Besedilo naloge:
Določitev Youngovega modula kovinskega nosilca s pomočjo Linearnega diferencialnega transformatorja.
Načrt:
Sestava in prečni prerez linearnega diferencialnega transformatorja.
Seznam merilne opreme in materiala:
- Pomična platforma z mikrovijakom
- Linearni diferencialni transformator
- Osciloskop
- Funkcijski generator
- Instrument z vrtljivo tuljavico
- Merjenec – kovinski nosilec
- Stojalo
- Uteži
- Pomično merilo
Izvedba meritve:
Linearni diferencialni transformator je sestavljen iz plastične cevi, na kateri sta dve navitji. Prvo navitje se nahaja na sredini jedra, drugo navitje pa je razdeljeni in sicer se ½ navitja nahaja levo od 1. navitja, druga ½ pa desno od 1. navitja. V plastično cev se da feritno jedro.
Za umerjanje sem uporabil naslednji način:
Na vhod transformatorja sem dal sinusni signal z frekvenco 50 kHz in amplitudo 10 Vpp.
Jedro transformatorja sem premikal v navpični smeri tako dolgo, dokler nisem našel ničelne točke, kar sem izmeril z instrumentom z vrtljivo tuljavico. Nato sem jedro počasi premikal po koraku 0,5mm in beležil izhodno napetost:
|
pomik (mm) |
U (V) |
|
0 |
0 |
|
0,5 |
0,04 |
|
1 |
0,11 |
|
1,5 |
0,17 |
|
2 |
0,32 |
|
2,5 |
0,41 |
|
3 |
0,55 |
|
3,5 |
0,66 |
|
4 |
0,76 |
|
4,5 |
0,86 |
|
5 |
1 |
|
5,5 |
1,09 |
|
6 |
1,22 |
|
6,5 |
1,33 |
|
7 |
1,43 |
Karakteristika linearnega diferencialnega transformatorja
Meritev Youngovega modula kovinskega nosilca:
Za meritev sem uporabil utež z maso 200g, ki sem jo namestil tako, kot kaže slika.
Izhodna napetost, ki se je pojavila je znašala 1,18V, iz karakteristike nosilca sem določil povez nosilca Dh = 5,8 mm = 0,0058 m
Širina nosilca w = 20 mm = 0,02 m
Razdalja od mesta pritrditve, do mesta obremenitve nosilca l = 253 mm = 0,253 m
Debelina nosilca d = 2,6 mm = 0,0026 m
Masa uteži m = 200g = 0,2 kg
Gravitacijski pospešek g = 9,81 m/s^2
Na osnovi teh podatkov sem izračunal modul elastičnosti kovinskega nosilca s pomočjo enačbe:
Komentar:
Ugotovil sem, da karakteristika linearnega diferencialnega transformatorja ni popolnima linearna, kar se vidi tudi na sliki.
V območju, kjer smo pa merili mi ( 5,8mm ) je pa popolnima linearna.
Izračunan modul elastičnosti je zelo blizu modulu elastičnosti za aluminij podanemu v priročnikih, ki znaša 70*10^9 Pa.
Do razlike je verjetno prišlo zaradi možnih nečistoč v materialu in starosti materiala, ki je dnevno izpostavljen mehanskim vplivom na vajah.
| Avtor: Štumberger Andrej |
|
|
