Описание установки
Испытания свойств ферромагнитных материалов проводятся на установке, схема которой приведена на рис. 8.5. Установка состоит из испытательного модуля (выделен штриховой линией), генератора G синусоидальных сигналов звуковой частоты, милливольтметра PU переменного напряжения и осциллографа N. Испытуемый материал изготовлен в виде тороидального сердечника, на который нанесены две обмотки: первичная с числом витков w1 и вторичная с числом витков w2.
На пластины горизонтального отклонения осциллографа (вход канала Х)
подается напряжение, снимаемое с резистора Rт (UX = UR). Это напряжение
пропорционально току I, протекающему в обмотке w1, следовательно, пропорционально и напряженности магнитного поля Н.
Напряженность магнитного поля вычисляется по выражению
При одновременном приложении напряжений UR и UС к пластинам осциллографа на его экране можно наблюдать ПГ, характеризующую зависимость В(Н).
Для исследования частотной зависимости μэф в образце создается слабое
магнитное поле, соответствующее начальному участку кривой намагничивания. Значение напряженности магнитного поля контролируется по величине
напряжения UR на резисторе Rт.
Измеряя напряжение на входе схемы Uвх, можно найти величину напряжения UL на катушке индуктивности с исследуемым сердечником.
Протокол измерений.
mx=0.5 В/дел my=0.1 В/дел
материал: электротехническая сталь d=7700 кг/м3
1)
Таблица 1
Ux, В |
0.25 |
0.5 |
0.75 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
Uy, В |
0.02 |
0.12 |
0.18 |
0.2 |
0.24 |
0.25 |
2)
3) Исследование частотной зависимости эффективной магнитной проницаемости
f, Гц |
UR, мВ |
Uвх, мВ |
50 |
30 |
34 |
75 |
37 |
|
100 |
38 |
|
150 |
40 |
|
200 |
44 |
|
400 |
63 |
|
600 |
82 |
|
800 |
104 |
Обработка результатов.
1)
Рассчитаем значения
:
Ux, В |
0.25 |
0.5 |
0.75 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
Uy, В |
0.02 |
0.12 |
0.18 |
0.2 |
0.24 |
0.25 |
Вычислим
напряжённость поля
и магнитную индукцию в образце:
H |
18,947 |
37,894 |
56,8411 |
75,7881 |
113,682 |
151,576 |
B |
0,04511 |
0,27068 |
0,40602 |
0,45113 |
0,54135 |
0,56391 |
|
1894,737 |
5684,211 |
5684,211 |
4736,842 |
3789,474 |
2960,526 |
2)
Построим зависимости B(H)
и
:
3) Рассчитаем соответствующие площадям предельных петель гистерезиса значения энергии магнитных потерь, также в таблицу занесены дальнейшие необходимые значения:
h1 |
37,894 |
b1 |
0,22556 |
mx |
0,5 |
my |
0,1 |
Экстраполируя
Э к f=0
получим
f, Гц |
50 |
75 |
150 |
400 |
800 |
S, мм^2 |
1050 |
1150 |
1250 |
1350 |
1450 |
Э, Дж/кг |
0,011656 |
0,012766 |
0,013876 |
0,014986 |
0,016096 |
Эг, Дж/кг |
0,010546 |
||||
Эвт, Дж/кг |
0,00111 |
0,00222 |
0,00333 |
0,00444 |
0,00555 |
Pг, Вт/кг |
0,527282 |
0,790924 |
1,581847 |
4,21826 |
8,43652 |
Pвт, Вт/кг |
0,582786 |
0,957434 |
2,081378 |
5,994369 |
12,87679 |
4) Зависимость Э(f)
5) Расчёт для катушки:
|
L, Гн |
|
16 |
0,016977 |
1782,535 |
21,65641 |
0,015319 |
1608,471 |
23,32381 |
0,012374 |
1299,235 |
26,45751 |
0,009357 |
982,5303 |
32,18695 |
0,008538 |
896,4747 |
55,39856 |
0,007347 |
771,4835 |
76,31514 |
0,006748 |
708,5127 |
99,57911 |
0,006604 |
693,3722 |
6)
График
:
