элмат 8 лаба готовая
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МНЭ
отчет
по лабораторной работе №8
по дисциплине «Электротехническое материаловедение»
Тема: Исследование свойств металлических ферромагнитных материалов
Санкт-Петербург
2025
Обработка результатов
Пункт 1. Вычисление напряженности и магнитной индукции. Расчёт магнитной проницаемости.
Пример, при
Пример расчёта,
при
Пример расчёта,
при
и
Таблица 1. Зависимость магнитной индукции и статической магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля при различных напряжениях.
Ux, В |
Hm, А/м |
Uy, В |
Bm, Тл |
μст |
2 |
151,653 |
0,24 |
0,541 |
2833,083 |
1,5 |
113,739 |
0,22 |
0,496 |
3462,657 |
1 |
75,826 |
0,19 |
0,429 |
4485,714 |
0,5 |
37,913 |
0,08 |
0,180 |
3777,444 |
0,25 |
18,956 |
0,009 |
0,02 |
849,925 |
0,2 |
15,165 |
0,002 |
0,005 |
236,09 |
0,15 |
11,373 |
0,002 |
0,005 |
314,787 |
0,1 |
7,582 |
0,001 |
0,002 |
236,090 |
0,05 |
3,791 |
0 |
0 |
0 |
Пункт 2. Построение графиков зависимостей магнитной проницаемости от напряженности и магнитной индукции от напряженности
Рис.2.1. График зависимости магнитной проницаемости от напряженности
Рис.2.2 График зависимости магнитной индукции от напряженности
Пункт 3. Определение энергии, поглощаемой в единице массы ферромагнетика.
Таблица 3.1. Зависимость удельных потерь энергии и мощности от частоты в ферромагнетике.
f, Гц |
S п, мм-2 |
Э, Дж/кг*10-3 |
Э ВТ, Дж/кг*10-3 |
Р Г, Вт/кг |
Р ВТ, Вт/кг*10-3 |
50,000 |
1050,000 |
11,860 |
11,848 |
0,600 |
592,399 |
200,000 |
1150,000 |
12,990 |
12,978 |
2,400 |
2595,502 |
400,000 |
1250,000 |
14,119 |
14,107 |
4,800 |
5642,813 |
600,000 |
1350,000 |
15,249 |
15,237 |
7,200 |
9141,933 |
800,000 |
1450,000 |
16,378 |
16,366 |
9,600 |
13092,862 |
Пункт 4. Построим частотную зависимость потерь энергии в образце в виде графика Э(f).
Рисунок 4.1. Частотная зависимость потерь энергии
Эг = 11,704 Дж/кг*10-3
Пункт 5. Расчёт индуктивности катушки
Определение эффективной магнитной проницаемости
Таблица 5.1. Зависимость индуктивности катушки и эффективной магнитной проницаемости от частоты при постоянном напряжении.
-
f, Гц
UR, мВ
Uвх, мВ
L, Гн
μэф
50
30
35
0,0191377
2003,079
75
30
36,5
0,0147138
1540,044
100
30
37,5
0,0119427
1250,003
150
30
39
0,00881807
922,958
200
30
42
0,00780092
816,4963
400
30
57
0,00643133
673,1459
600
30
72
0,00579019
606,0399
800
30
90
0,00562983
589,2555
Пункт 6. Построение графика частотной зависимости эффективной магнитной проницаемости.
Рис.6.1. Частотная зависимость эффективной магнитной проницаемости
Выводы: В данной работе мы исследовали основные магнитные свойства электротехнической стали. Мы узнали, как выглядит петля гистерезиса для электротехнической стали при неоднократном намагничивании, и наглядно увидели остаточную индукцию. Также мы исследовали частотную зависимость магнитных потерь для этой стали, и можно сделать вывод, что, чем меньше частота напряжения, тем меньше магнитные потери. Также была иссследована частотная зависимость эффективной магнитной проницаемости, и можно сделать вывод, что экспериментальные результаты сходятся с теорией.
В ходе работы была изучена основная кривая намагничивания 𝐵𝑚(𝐻𝑚) и зависимость статической магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля 𝜇ст(𝐻𝑚). Первая сначала возрастает (преобладают процессы обратимого смещения доменных границ), затем процессы становятся необратимыми, рост замедляется, когда начинает преобладать намагничивание механизмом вращения. Вторая сначала растёт, а потом достигает максимума и начинает уменьшаться тогда, когда начинает замедлятся прирост индукции (происходит насыщение).
Частотная характеристика потерь энергии в образце несёт линейный характер с Эг≈11,704 Дж/кг*10-3. Частотная зависимость эффективной магнитной проницаемости имеет форму, похожую на убывающую экспоненту.
Петля Гистерезиса (ПГ) напрямую зависит от частоты, что было подтверждено в ходе данной лабораторной работы. С увеличением частоты площадь ПГ также увеличивалась, при этом с большой скоростью, по началу. К примеру, когда мы подняли частоту с 50 Гц до 75 Гц, плошать ПГ возросла в 2 с половиной раза, но с 600 Гц до 800 Гц всего в 1,3 не так быстро и всё же продолжает расти. По мимо этого увеличивается различные потери: цикл перемагничивания, мощность, вихревые токи.