3.3. Определение статических характеристик магнитных материалов

Основным методом определения статических характеристик является индукционно-импульсный. Он реализуется при помощи баллистической установки, схема которой приведена на рис. 3.8. Катушка L1 служит для намагничивания образца, катушкиL2иLЗявляются измерительными. Намагничивающая катушкаL1и измерительная катушкаL2, предназначенная для измерения магнитной индукции, охватывают образец, тогда как катушкаLЗ, с помощью которой измеряют напряженность магнитного поля, располагается у поверхности образца, не охватывая его. Образцовая катушка взаимной индуктивностиМ_собмоткамиL4 иL5используется для градуировки баллистического гальванометраРG. Цепь питания содержит источник постоянного напряжения, амперметрыРА1 и РА2 с реостатамиR1иR2.ПереключательS А1позволяет подключать источник питания либо к намагничивающей катушкеL1, либо к первичной обмоткеL5катушки взаимной индуктивностиМ ПереключательSА2позволяет менять полярность напряжения, подаваемого на катушкиL1 илиL5. КлючSВ служит для успокоения подвижной части гальванометраРG,переключательSАЗпозволяет закоротить ту часть цепи питания, которая состоит из амперметраРА2 и реостатаR2и используется только при определении точек петли гистерезиса. ПереключательSА4дает возможность подключать гальванометрРGлибо к катушкеL2 для определения магнитной индукции, либо к катушкеL3для определения напряженности магнитного поля. Магазины сопротивленияRЗиR4позволяют изменять чувствительность измерительной цепи.

Экспериментальное определение постоянных по магнитному потоку C _BиC _H, необходимых для измеренияВ иН, производится при установке переключателяSА1 в положение2. При этом переключательSА 3должен быть замкнут. Переключатель SА4 устанавливается в требуемое положение (в положение1 для определенияC _Bи в положение 2 для определенияC _H). Процедура определения постоянных совпадает с описанной в § 3.1. Направление тока в обмоткеL5 изменяется при помощи переключателяSА2.

В качестве примера определения статических характеристик рассмотрим получение основной кривой намагничивания. Прежде чем приступить к получению точек этой кривой, магнитный образец следует размагнитить. Для размагничивания переключатель SА1ставят в положение1, а переключательSА 3—в замкнутое положение. Затем реостатомR1устанавливают в катушкеL1 максимальное значение намагничивающего тока. После этого ток в катушкеL1медленно уменьшают до нуля, многократно меняя его направление переключателемSА2. После размагничивания можно приступить к получению первой точки основной кривой намагничивания. В катушкеL1 устанавливают некоторое значение намагничивающего токаI₁ и производят магнитную подготовку образца, заключающуюся в многократном (8—10 раз) изменении направления токаI₁,. При этом переключатель SА4 должен находиться в нейтральном положении, т.е. гальванометрРG должен быть отключен. Цель магнитной подготовки—добиться устойчивого, стабильного магнитного состояния образца. ТокI₁ возбуждает магнитное полеН₁, напряженность которого измеряется посредством измерительной катушкиL3и баллистического гальванометраРG (переключательSА4находится в положении2). Направление тока в катушкеL1быстро изменяется на противоположное переключателемSА2и производится отсчет первого максимального отклонения указателя баллистического гальванометраa _H1. На основании соотношений, аналогичных приведенным в § 3.1, можно получить

(3.15)

Для измерения магнитной индукции В₁, переключательSА4должен находиться в положении1. При этом к баллистическому гальванометру подключается измерительная катушкаL2. Изменение направления тока в катушкеL1 приводит к перемагничиванию образца и наведению в катушкеL2 ЭДС. Первое максимальное отклонение указателя баллистического гальванометраa _H1 связано со значением магнитной индукцииВ₁, соотношением

(3.16)

В (3.15) и (3.16) символами w₂,w₃, иs₂,s₃обозначены числа витков и площади катушекL2 иLЗ. Последующие точки основной кривой намагничивания находятся аналогично первой, но при больших значениях тока намагничивания

(I₁<I₂<I₃<...).

При помощи баллистической установки можно определить точки петли гистерезиса, а также некоторые важные статические параметры, такие, как коэрцитивная сила, коэффициент прямоугольности и др.