8.2. Описание установки

Испытательная установка (см. рис.) состоит из пульта (обведен пунктиром), осциллографа, генератора синусоидальных сигналов звуковой частоты и милливольтметра переменного напряжения.

Cхема для испытания свойств ферромагнитных материалов

Испытуемый материал изготовлен в виде тороидального сердечника, на который нанесены две обмотки - первичная с числом витков W₁ и вторичная с числом витков W₂.

К пластинам горизонтального отклонения осциллографа (вход канала I) прикладывают напряжение U_X = U_R, снимаемое с резистора R_T и пропорциональное току I, протекающему в обмотке W₁, следовательно, пропорциональное напряженности магнитного поля Н, поскольку

H = W₁ I /(2πr_ср), (8.3)

где 2πr_ср - средняя длина линий напряженности поля.

На вертикальный вход осциллографа (вход канала II) подают напряжение U_Y = U_C , снимаемое с конденсатора С_И интегрирующей цепочки, которое определяется выражением:

U_C = (1/C_И)·∫ i_И dt, (8.4)

где i_И - ток в интегрирующей цепочке.

Если R_И » 1/(ωC_И), то i_И ≈ E₂ / R_И, где Е₂ - ЭДС во вторичной обмотке.

Согласно закону Ленца Е₂ = W₂ S (dB / dt), где S - сечение образца.

В этом случае формула (8.4) принимает следующий вид:

U_C = (1/R_И C_И ) ·∫ E₂ dt = (W₂ S B) / (R_И C_И), (8.5)

т.е. U_C пропорционально индукции в образце.

При одновременном приложении напряжений U_R и U_С к пластинам осциллографа на его экране можно наблюдать ПГ, характеризующую зависимость В(Н).

Для исследования частотной зависимости μ_ЭФ в образце создается слабое магнитное поле, соответствующее начальному участку кривой намагничивания. Значение напряженности магнитного поля контролируется по падению напряжения U_R на резисторе R_T. Измеряя напряжение на входе схемы U_ВХ, можно найти падение напряжения U_L на катушке индуктивности с исследуемым сердечником.

8.3. Проведение испытания

8.3.1. Подготовка к испытанию и градуировка осей осциллографа

Соединить выход генератора сигналов с гнездом G пульта, к гнезду PU подключить внешний вольтметр. Входы каналов I и II осциллографа соединить с гнездами Х и Y пульта соответственно. Вывести на минимум против часовой стрелки регулятор выхода генератора сигналов. Нажать кнопки "Х-Y" на передней панели осциллографа слева и справа от экрана и переключатели "х10↕х1" каналов I и II. Переключатель S1 пульта поставить в положение "Калибровка" (К). Включить приборы в сеть. С помощью ручек ↕ и ↔ добиться положения луча в центре экрана. Установить частоту сигнала 50 Гц. При помощи регулятора выхода генератора получить на экране осциллографа предельную ПГ (значение напряжения U_R, измеряемого внешним вольтметром, примерно равено 1 В).

Ручками усиления осциллографа произвести коррекцию ПГ так, чтобы координаты ее вершин по горизонтальной оси X₀ равнялись 3 дел. шкалы, считая от центра экрана, а координаты по вертикальной оси Y₀ были в пределах 2,5…3 дел. При дальнейшей работе ручки усиления не трогать!

Измерить и записать напряжения U_X = U_R и U_Y = U_С, устанавливая в соответствующие положения переключатель S2.

Вывести на минимум против часовой стрелки регулятор выхода генератора сигналов.