3. Порядок виконання роботи

3.1.Вивчити теоретичні відомості.

3.2.Зібрати електричну схему (мал.4), попередньо ознайомившись з призначенням всіх пристроїв.

З.Підключити вхідним клемам генератора осцилограф С1-72. 3.2.3.Дотримуючи полярності подати на генератор напругу живлення 10 В від джерела регульованої постійної напруги.

З.З.Проконтролювати по осцилографу виникнення генерації. У положенні перемикача 1 підключається кварцовий генератор, у положенні 2 –переключається конденсаторС1.

3.4.Замалювати осцилограму виникаючих коливань. Визначити їхню частоту.

Примітка: частоту сигналу можна визначити, виміривши його період Т, f= (2) Підраховують відстань в поділах цілого числа періодів сигналу, які розміщенні найбільш близько до десяти поділок шкали.

Наприклад, нехай, п’ять періодів займають відстань 8,45 поділок при тривалості розгортки Тр=2 мкс/под. Тоді шукана частота сигналу дорівнює:

f

(ручкою перемикача "Время/дел" переключається тривалість розгортки)

3.5.Змінюючи напругу джерела живлення від 5 до 25 В (через 5 В) зняти залежність частоти генерації від прикладеної напруги в обох положеннях тумблера S1. Результати вимірів занести в таблицю.

Кварц	Кварц	Конденсатор	Конденсатор
U, В	f, МГц	U, В	f, МГц

3.6. Зняти напругу джерела вимкнути тумблер (сеть) лабораторного стола, осцилографа, розібрати схему.

4. Зміст звіту

4.1. Назва роботи

4.2. Мета лабораторної роботи.

4.3. Завдання.

4.4. Використане обладнання.

4.5. Електрична схема досліду.

4.6. Результати дослідів, занесені в таблицю, і оформлення в вигляді відповідних графіків.

4.7. Висновки по роботі.

5. Контрольні запитання.

5.1 Що називається прямим і зворотнім п’єзоелектричним ефектом?

5.2. Основні властивості кварцу.

5.3. Де використовується кварц в радіотехніці?

5.4.Яка властивість кварцу досліджується в даній лабораторній роботі?

5.5. Чим відрізняються отримані дослідним шляхом залежності частоти генерації від значення прикладеної напруги?

6.Література.

1. М.М.Калинин.Электрордиоматериалы. М., Высшая школа,1981г.

2. Б.М.Тареев. Электрордиоматериалы. М., Высшая школа,1978г.

Дослідження властивостей високочастотних

МАГНІТНИХ МАТЕРІАЛІВ-ФЕРИТІВ

МЕТА РОБОТИ : Визначення параметрів петлі гестерезиса високочастотних магнітних матеріалів-феритів осцилографічним методом

1. ЗАВДАННЯ

1.1. Вивчити осцилографічний метод дослідження магітних матеріалів.

1.2. Визначити характеристики магітних матеріалів

1.3. Побудувати основну криву намагнічених матеріалв.

1.4. ПРИЛАДИ І МАТЕРІАЛИ: генератор сигналів ГЗ-34,

мілівольтметр ламповий В3-13,

осцилограф СІ-5,

макет для дослідження магітних матеріалів,

з’єднуючі провода.

11 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Феромагнетиками називаються кристалічні речовини, у яких мінімум потенціальної енергії системи відповідають антипаралельному розположенню

Спінів з деяким преодбладнанням одного направлення над другим. Ці речовини володіють доменною структурою при темпиратурі ниже точки Кюрі. Основною характеристикою феромагнетиків ( як і для феромагнетиків ) являється магнітна проникливість.

Магнітна проникливість (відносна )- це є відношення величин індукції відповідному значенню, напруженості магнітного поля в данній точці основної кривої наманічення, поділену на магнітну сталу вакууму.

Феромагнетиками являються складні речовини, які одержали назву феритів. Ферити являються подвійними окислами заліза і двовалентні ( рідше одновалентні ) метали, відповідаючи формулі:

Fe₂О_{3 *} М_eхО_y.

де Мех – символ двовалентного метала.

Білішість феритів мають кубічні кристалічні гратки, причому вони розташовані в центрі кисневих тетроідів,така структура називається структурою оберненої шинелі. Застосовуючі в техніці ферити представяють собоюскладні оксиди феримагнетики. Вони являються тверди ми і крихкими металами.

ІІІ ОПИС ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА

Станні роки отримали широке застосування осцилографічні методи випробування і контрлю магнітних матеріалів,даючих можливість випробування і контролю. Осцилографічний метод застосовують для вивчення магнітних матеріалів в області частот від 50 Гц до 1000кГц.

В цьому методі використовується відхилення електронного проміння в електричному полі

Схема для одержання магнітних характеристик з застосуванням електричного проміння приведене на /мал. 1./

На кільцевому зразку намотані дві обмотки . Намагнічена обмотка і резистор підєднані до звукового генератора ГЗ-34 напруга на резисторі U=IR₁

Ця напрга пропорційна намагніченому струмові, а послідовно і напруженості поля в зразку.

Вимірювальна обмотка замкнута на конденсатор ірезистор і має значну величину.При проходженні по певній обмотці зразку змінного струму е.д.с. на другій обмотці визначаються:

де W₂-число витків повторної обмотки;

Ф- магнітний потік в зразку;

S-переріз зразка;

В-індукція в зразку.

Якщо порівгняно з останьою частиною опору ланцюга (т.д.R>>X ), то струм в вимірювальному ланцюгові:

Напруга на конденсаторі дорівнює:

Буде пропорційна магнітній індукції в зразку.

Виходячи з цього, підводячи до однієї пари відхиляющих пластин ЕЛТ посилена напруга пропорційна напуженості магнітного поля, а для дугої пари посилена напруга пропорційна індукції зразку отримаємо на екрані осцилографа гестерезисну петлю. Відмічаємо послідовне положення точок максимальної індукції для різних петель гістерезіса одного і того ж матеріа

ла, можна побудувати основну криву намагнічування.

3.1. Розрахунок петлі гістерезіса.

3.1.1. Розрахунок максимаьної напруженості намагніченого поля.

3.1.1.1. Для зразків замкнутої форми напруженості магнітного поля піраховуються по слідуючій формулі:

Де ω1- число витків намагнічуваної обмотки;

I- діюче ззначення намагніченого струму;

l – середня довжина магнітної лінії.

3.1.1.2. Ддіюче значення намагніченого струму для максимальної петлі дорівнює:

Де M_x - маштаб по горизонтальній осі;

Х – координати вершини максимальної петлі гістерезіса;

R₁-опір;

U_xmax1–напруга на мілівольтметрі (В);

3.1.1.3. Середня довжина магнітної лінії в зразку дорівнює:

Де d_ср – середній діаметр, тороїдального магнітопровода

d_н - зовнішній діаметр (см)

d_вн – внутрішній діаметр (см)

3.1.1.4. Підставляючи формули (3.6.), (3.7.), (3.8.), в (3.5.) отримаємо слідуючий вираз:

Розрахунок максимальної індукції петлі гістерезіса по формулі 3

3.1.1.4. Максимальна магнітна індукція зразку визначається по формулі:

Де У_мах- кордината вершини максимальної петлі гістерезіса (мм )

С– ємність конденсатора (Ф)

Му – маштаб по ветикалі осі

R- опір (Ом)

S – переріз зразка ( см )

W ₂ - число витків в вимірювальній обмотці.

(3,11,)

Де ₀ – абсолютна магнітна проникливістьвакуума.

3.1.3. Розрахунок магнітних втрат

Де: F -площа петлі;

Mx,My- маштаб по осям

γ - щільність матеріалу

f – частота намагнічуваногополя

ІV. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Зібрати ланюг по схемі мал.1 в слідуючій послідовності:

-підключити “вхід” генератора ГЗ –34 до клем макета “Генератор” ( зовнішній вигляд макета зображено на мал.2);

-підключити “вхід Х2” осцилографа до клем “вхід Х” осцилограф;

-підключити “вхід Х2” осцилографа до клем макета “ вход У”;

-підключити мілівольтметри до клем макета “U_х “, “І”, “U_y” , “I”.

4.2. Міняючи частоту сигнала генератора в межах 180 —260 Гц і напруга генератора в межах 2—3 В, щоб отримати якісне зображення на екрані осцилографа.

Ux осцилограф Uy Генератор Мілівольтметр

4.3.Розрахувати маштаби по горизонтальній і вертикальній осях по слідуючих формулах:

Де M _x маштаб по горизонтальній осі

My маштаб по вертикальній осі

U_x Uy-напруга вимірювальна вольтметром

l_у l_x -довжина відповідно горизонтальній і вертикальній розгонення на екрані осцилографа .

Результати вимірювання занести в таблицю 1.

Петля гістерезіса

В

Н

4.4.Одержати на екрані петлю гістерезіса.

4.5. Розрахувати максимальне значення напруженості намагніченого поля, максимальну індукцію в зразку,магнітопроникливість і питому магнітної втрати по формулам 3.9., 3.10.,

3.11., чи 3.12., 3.13., використовуючи дані таблиці

4.6. Зміну частоти і напруги отримати 3-4 проміжних петлі гістерезіса і по координатам побудувати основну криву намагнічення. Координати вершин записати в таблицю 3.

Увага! При відкритих кришках осцилографів не працювати. Провідники повинні бути ізольовані з оголеними провідниками не пацювати.

ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Мета звіту.

2. Завдання.

3. Прилади і матеріали.

4. Схема для досліджувальних.

5. Малюнки петель гістерезіса.

6. Формули для розрахунків і таблиці зрезультатами.

7. Висновки про проведену роботу.

Таблиця 1

Ux B

Lx мм

Мх В/мм

Uy B

Ly мм

Му В/мм

Хmax

W1

R1

dcp

Hmax

Ymax

C

R2

S

W 2

Bmax



f

P

мм

Ом

См

А/м

мм

Ф

Ом

См2

Гн

Гц

Вт/кг

Х , мм	У , мм

Таблиця 3

Таблиця 4

	dH мм	dвн мм	L мм	W1	W2	S1 см2	γ	R1 Ом	R2 ОМ	C Ф
Обр.№1	20	12	6	100	100	0,24	22	51	4,3 103	0,1 10-6
Обр.№2	20	20	5	125	125	0,25	22