2. Экспериментальная часть работы
2.1. Методика снятия кривой намагничивания и петли гистерезиса для магнитомягких материалов с помощью осциллографа
Принципиальная схема для получения семейств петель гистерезиса (рис.5.)
Петлю гистерезиса нетрудно получить на экране осциллографа, если поместить ферромагнетик в переменном магнитном поле, и на горизонтально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки подать напряжение
,
пропорциональное H,
а на вертикально отклоняющие -
,
пропорциональное B.
На тороид из исследуемого материала
M
наматываются две обмотки с числом витков
и
(рис.5.).
Первичная обмотка
питается
через сопротивление
переменным током
,
величину которого можно менять
потенциометром R.
При изменении тока
изменяется напряжённость внешнего
магнитного поля H
=
;
напряжение
,
снимаемое с сопротивления
,
подаётся на горизонтально отклоняющие
пластины осциллографа (вход X).
Напряжение, снимаемое со вторичной
обмотки
,
через сопротивление
и ёмкость C,
пропорционально магнитной индукции B
и подаётся на вертикально отклоняющие
пластины осциллографа (вход Y).
За
один период синусоидального изменения
тока электронный луч опишет на экране
полную петлю гистерезиса, на переменном
токе промышленной частоты на экране
будет видна неподвижная петля гистерезиса,
для которой можно определить координаты
вершины петли
=H
и
=B.
Изменяя напряжение на первичной обмотке,
получается серия петель гистерезиса.
Работа на установке проводится в следующем порядке:
Подготовить к работе осциллограф. Для этого необходимо включить его в сеть и прогреть до появления на экране сигнала. Сфокусировать электронный луч и вывести его в центр координатной сетки. Установить ручку «Усиление X» и «Усиление Y» на середину шкалы.
Включить в измерительную схему один из исследуемых образцов.
Включить ЛАТР в сеть и, изменяя напряжение, получить на экране осциллографа семейство петель гистерезиса.
2.2. Испытательная установка для определения начальной магнитной проницаемости
Блок-схема установки для измерения индуктивности феррита (рис.6.)
Определение начальной магнитной проницаемости производится расчётным путём после измерения индуктивности катушки с тороидальным сердечником в слабых переменных полях. Блок-схема для измерения индуктивности исследуемой катушки приведена на рис.6.
Основными частями схемы являются: универсальный мост переменного тока (1), термошкаф (2), в который помещается исследуемый сердечник из феррита.
3. Расчётные формулы к работе
,
где B измеряется в тесла, Тл; H – A/м. (3.1)
Для
характеристики изменения магнитной
проницаемости от температуры пользуются
величиной температурного коэффициента
магнитной проницаемости
:
= (1/
(3.2)
Расчёт для тороидальных сердечников производится по формуле:
(3.3)
+
)
– среднее длина магнитопровода, м; n
– число витков обмотки; S
= h
+
)
– поперечное сечение сердечника,
;
-
наружный радиус кольца, м;
внутренний
радиус кольца, м; h
– высота кольца, м; к – коэффициент,
определяемый по параметрам сердечника.