7.2. Описание установки

Благодаря своей простоте и наглядности значительное распространение получил осциллографический метод снятия основных характеристик магнитных материалов в диапазоне частот от 50 Гц до 100 кГц.

В данной лабораторной работе исследуемый образец подключается по схеме (рис. 7.5) с использованием электронного осциллографа С1-1.

Рис. 7.5. Схема включения приборов

На схеме включения приборов (рис. 7.5) показаны следующие элементы:

● Г3-33 – звуковой генератор, с помощью которого подается переменное напряжение с частотой f на намагничивающую обмотку w₁;

● R – активное сопротивление, с которого снимается падение напряжения на вход осциллографа «x» (тип сопротивления КМС-6 или Р33, величина 10÷100 Ом);

● r – активное сопротивление (тип сопротивления МСР-60, величина 1÷10 кОм);

● С – емкость, с которой сигнал подается на вход «y» осциллографа (его величина – несколько микрофарад);

● С1-1 – электронный осциллограф с двумя входами «x» и «y».

В качестве образца служат ферромагнитные материалы с двумя обмотками с числом витков w₁ и w₂. Два образца имеют тороидальную форму, один образец прямоугольной формы. Образцы укреплены на плате, концы их обмоток выведены на клеммы. Число витков обмоток, длина средней магнитной силовой линии l, сечение материала образцов S приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Данные для снятия основных характеристик

магнитных материалов

Номер образца	Число витков		S, м2	, см
	w1	w2
1	250	555	1,04·10-5	5,65
2	67	153	2,5·10-5	4,94
3	600	2000	1,92·10-5	11,5

Амплитудное значение напряженности поля образца с равномерно навитой намагничивающей обмоткой, А/м, может быть определено по формуле

, (7.5)

где _m – амплитудное значение тока, протекающего по намагничивающей обмотке, А; – длина средней магнитной силовой линии в образце, м.

Выражение амплитудного значения тока, А, имеет вид

, (7.6)

где U_mR – амплитудное значение падения напряжения на сопротивлении R

(рис. 7.5), которое замеряется ламповым вольтметром типа В3-13, В; R – значение этого сопротивления, Ом.

После подстановки формулы (7.6) в  выражение  (7.5)  значение Н_m, А/м, можно определить по формуле

. (7.7)

Для цепи вторичной обмотки по второму закону Кирхгофа можно составить следующее выражение

, (7.8)

где w₂ – число витков измерительной обмотки (рис. 7.5); S – сечение исследуемого образца, м²; В – мгновенное значение магнитной индукции в испытуемом образце, (В·с)/м²; i₂ – мгновенное значение тока в измерительной обмотке, А; r – активное сопротивление, Ом; L– индуктивность вторичной обмотки, Гн; С – емкость конденсатора, Ф.

Если принять, что индуктивность вторичной обмотки значительно меньше емкости цепи, то при большой величине С слагаемые

и

можно принять равными нулю. Тогда выражение (7.8) будет иметь вид

. (7.9)

Выражение напряжения, подаваемого на вертикальный вход осциллографа, В, будет записано в виде

. (7.10)

Откуда мгновенное и амплитудное значения магнитной индукции в испытуемом образце, (В·с)/м²,

, (7.11)

. (7.12)

Таким образом, значения Н_m и B_m следует определять по формулам (7.7) и (7.12).