Лабораторна робота № 4

Тема: “Дослідження основних характеристик магнітних матеріалів”

1 Мета роботи

1. Закріпити поняття основних характеристик магнітних матеріалів.

2. Визначити динамічні характеристики феромагнітних матеріалів.

1. Програма роботи

   1. Вивчити методику визначення магнітних характеристик феромагнітних матеріалів.

   2. Виконати дослідження динамічної петлі дослідного зразку осцилографічним способом.

   3. Розрахувати індукцію магнітного поля, напруженість магнітного поля та питомі втрати дослідного зразка.

2. Вказівки з підготовки до лабораторної роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно:

1. Вивчити теоретичний матеріал [3 с.85-92].

2. Відповісти на контрольні запитання.

1. Загальні дані

Основними характеристиками феромагнітних матеріалів є крива намагнічування і петля гістерезису. Характеристики, які отримані у змінних магнітних полях, називають динамічними. Характер динамічної петлі визначається не тільки гістерезисними явищами, а також впливом вихрових струмів.

Форма динамічної петлі залежить від амплітуди намагнічуючого поля. Ряди симетричних динамічних петель характеризують магнітний матеріал при даних розмірах зразка, формі кривої і частоти намагнічуючого поля.

Геометричне місто вершин динамічних петель називають динамічною кривою намагнічування.

Для отримання динамічних характеристик використовують осцилографічний спосіб. Він дає можливість візуально спостерігати динамічні криві у значному діапазоні, а також спостерігати вплив факторів на форму кривої. На пластини осцилографа горизонтальні Х і вертикальні Y (рисунок 1) подають дві напруги, які відповідно пропорційні напруженості намагнічуючого поля Н і магнітної індукції у матеріалі В.

Для отримання напруги U_Х в коло намагнічуючого струму включений зразковий опір r_N.

Н апруженість магнітного поля визначають за формулою

де I_М – амплітудне значення струму первинної обмотки, А;

₁ – кількість витків первинної котушки, шт;

l₁ – середня довжина магнітної лінії осердя, м.

Для отримання напруги U_Y на вихід вимірювальної котушки включено інтегруюче коло R-C. Напруга U_Y пропорційна магнітній індукції В, а струм у вторинній обмотці визначається виразом

де e₂ – електрорушійна сила відповідно закону електромагнітної індукції, В.

З начення індукції магнітного поля визначають за формулою

де U_2М – напруга на вході осцилографу U_Y, В;

C - ємність конденсатору, мкФ;

r₁ - опір резистору інтегруючого кола, Ом;

₂ - кількість витків вторинної котушки, шт;

S - площа поперечного перерізу осердя, м².

П итомі втрати у зразку за цикл намагнічування визначають за формулою

де S_П - площа динамічної петлі, м²;

 - питома щільність зразку,  = 7,65 Мг/м³;

l_X , l_Y - амплітуди променя по вертикалі і горизонталі, м.

РІ

X Y

Рис. 5 Схема дослідної установки для визначення динамічних характеристик магнітних матеріалів

5 Вказівки по виконанню роботи

5.1 Скласти схему (рисунок 1) експериментальної установки.

5.2 Включити осцилограф і виконати регулювання згідно інструкції.

5.3 Виміряти силу струму I₁, напругу U₂, середню довжину магнітної лінії осердя l₁, площу поперечного перетину магнітопроводу S.

5.4 Виконати розрахунки В_М, Н_М, Р_пит., дані занести в таблицю 1.

6 Вказівки по оформленню звіту

Звіт повинен містити

6.1 Схему підключення експериментальної установки.

6.2 Таблицю результатів досліджень.

6.3 Формули необхідні для розрахунків.

6.4 Ескіз динамічної петлі.

Таблиця 1 Результати вимірів і розрахунків лабораторних досліджень

Вимірюються

Розраховуються

I1, A

U2, B

1, шт

2, шт

l1, м

lX, м

lY, м

S, м2

SП, м2

C, мкФ

r1, Ом

HМ, А/М

BМ, Тл

Pпит. Вт/кг