Методика проведения опыта.

Цель работы.

Изучить методики расчета основных характеристик и исследования свойств магнитных материалов, а так же физических процессов, связанных с магнетизмом.

2. Программа работы

1. Изучить методическое указание для работы с генератором звуковых
частот (ЗГ).

2. Изучить методические указания для работы с осциллографом.

3. Познакомиться с установкой для выполнения работы и методикой измерения магнитных характеристик.

4. Получить осциллограммы гистерезисного цикла в координатах

В, Н при различных предельных значениях напряженности внешнего
магнитного поля.

5. Построить основную кривую намагничивания исследуемого образца.

6. Нанести масштабы на координатные оси.

7. Определить максимальную и остаточную - индукции, коэрцитивную силу , начальную , максимальную , динамическую и дифференциальную магнитные проницаемости, а также удельные потери .

8. Сделать письменно выводы по проделанной работе.

3. Описание установки для исследования свойств
магнитных материалов

Испытуемый магнитный материал имеет форму кольца, на которое намотана первичная и вторичная обмотки. На первичную обмотку через сопротивление подается переменное напряжение с генератора звуковых частот ЗГ

Напряженность магнитного поля в испытуемом образце Т пропорциональна току в намагничивающей обмотке . Следовательно, напряжение на активном сопротивлении пропорционально напряженности магнитного поля. Это напряжение подается на горизонтально отклоняющиеся пластины электронного осциллографа (ЭО). Под действием магнитного поля в обмотке W₂ возникает эдс Е₂.

Рисунок 3.1 - Принципиальная электрическая схема лабораторной установки

С конденсатора C1напряжение, пропорциональное Е₂, подается на вертикально отклоняющиеся пластины осциллографа.

Напряжение на конденсаторе:

(6.7)

где С₁ - емкость конденсатора интегрирующей цепочки; i - ток интегрирующей цепочке.

При ток , ЭДС вторичной обмотки

, (6.8)

где S - сечение магнитопровода тороидального трансформатора.
При подстановке в формулу (6.7) значения Е₂ получим:

т.е. напряжение на конденсаторе пропорционально индукции в образце магнитного материала.

Если на вертикально и горизонтально отклоняющиеся пластины электронного осциллографа напряжения подаются одновременно, то на его экране изображается кривая зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля , т.е. на экране осциллографа можно наблюдать гистерезисный цикл испытуемого магнитного материала. Схема лабораторной установки изображена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Упрощенная схема лабораторной установки

Методика проведения опыта.

Перед началом измерений на генераторе звуковых частот ручку плавной регулировки напряжения установить в положение «минимальное напряжение», ручку – в положение 0, тумблер «внутрення наг-рузка» - в положение «выключено», ручку «множитель» - в положение 1. Подключить к схеме тороидальный трансформатор с испытуемым образцом. Подать питание на генератор звуковых частот и осциллограф и дать им прогреться в течение 3-5 минут.

Подготовить осциллограф к работе – отрегулировать яркость и фокусировку луча и установить его в центре экрана.

Установить необходимую частоту генератора звуковых частот и переключателями и выбрать параметры интегрирующей цепочки.

Увеличивая выходное напряжение генератора звуковых частот и подбирая усиление по каналам « » и « » осциллографа, добиться получения на экране изображения предельного гистерезисного цикла. Изображение гистерезисной петли по горизонтали и вертикали должно быть таким, чтобы координаты вершин петли были равными 40-50 мм.

При дальнейших измерениях ручки усиления по каналам «Х» и «У» остаются в одном положении.

Перевести на кальку изображение предельного гистерезисного цикла.

Для снятия основной кривой намагничивания необходимо посте-пенно уменьшить напряжение на выходе генератора звуковых частот от максимального значения до нуля. На той же кальке отмечать вершины гистерезисных петель через каждые 3-5 мм. Не снимая кальки с экрана, изобразить на ней координатные оси.

Для определения масштаба координатных осей выполняется ка-либровка осциллографа.

Масштаб по горизонтальной оси вычисляется по формуле:

, (1)

где – число витков намагничивающей обмотки; – чувствитель-ность осциллографа по оси « », [B/дел.]; – величина сопротивления, Ом; – средняя длина силовых линий магнитного поля, м.

Масштаб по вертикальной оси вычисляется по формуле:

, ₍₂₎

где – число витков намагничивающей обмотки; U_B – чувствитель-ность осциллографа по оси « », [В/дел.]; – ёмкость конденсатора интегрирующей цепочки, ; – величина сопротивления интегрирую-щей цепочки, Ом; – площадь сечения магнитопровода, .

Нанести масштаб на координатные оси.

По полученной петле гистерезиса и по основной кривой намагничивания определить , , , дифференциальную магнитную проницаемость, , , , – удельные потери, рассчитывающиеся по формуле, (Вт/кг):

, (3)

Где – площадь петли гистерезисного цикла, дел²; – плотность материала, кг/м³; – частота, Гц.

Вывод

Поиск по сайту: