федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский

Томский политехнический университет»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Изучение влияния температуры на величину относительной магнитной

проницаемости ферро и ферримагнитных материалов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

по дисциплине:

Электротехническое материаловедение

Исполнители:
студенты группы	5А36		Кондрашов М. А. Кононов М.А.
Руководитель:
преподаватель			Ивашутенко А.С.

Томск – 2025

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Изучение влияния температуры на величину относительной магнитной проницаемости ферро и ферримагнитных материалов

Цель работы: Экспериментальная оценка изменения относительной магнитной проницаемости ферритов при изменении температуры.

Задание

1. Ознакомиться с физической природой процесса намагничения материалов.

2. Изучить схему и порядок работы на экспериментальной установке.

3. При комнатной температуре и через определенные интервалы температур (по заданию преподавателя) измерить индуктивность катушки L_м, намотанной на тороидальный ферритовый сердечник.

4. Рассчитать индуктивность той же катушки в вакууме L₀.

5. Рассчитать текущие значения относительной магнитной проницаемости .

6. Экспериментальные и расчетные данные занести в табл.1.

7. Построить графическую зависимость , оценить точку Кюри.

8. Выполнить анализ полученных результатов.

Расчетные формулы

При практических исследованиях значения  можно оценить из соотношения индуктивности L_м катушки, намотанной на ферритовый сердечник, и индуктивности L₀ катушки тех же размеров и формы, находящейся в вакууме (расчет для одной строки)

Для вакуума индуктивность тороидальной катушки L₀ определяется геометрическими размерами и числом витков n (рис.1)

где l_ср и S – соответственно, длина тороида по средней линии (м) и площадь поперечного сечения магнитопровода (м²)

Порядок проведения измерений

Индуктивность тороидальной катушки L_м определяются с помощью цифрового автоматического моста переменного тока Е7−8.

Для измерения индуктивности исследуемой тороидальной катушки L_м необходимо:

Рис. 1. Сечение тороидального магнитопровода

1. Установить переключатель «U_поляр., I_{подмагн.}» в положение «ВЫКЛ.», переключатель «Пределы измерений» в положение «АВТ», переключатель

«Знак С, L» в положение «АВТ».

2. Установить переключатели «Вид измерения» в положения «L, R» и «G, R», переключатель «Запуск» в положение «Следящий».

3. Включить тумблер «Сеть» и дать прогреться прибору не менее 5 мин.

4. Прибор без участия оператора начинает измерения. В процессе измерения на табло прибора высвечивается надпись «Небаланс». По окончании измерения (надпись «Небаланс» гаснет) при заданной температуре прочесть результаты измерения на табло прибора.

Примечания: при использовании иного оборудования для измерения индуктивности L_x порядок измерения объясняется преподавателем.

Форма представления результатов

Параметры катушки и ферритового тороида:

• число витков в катушке, n=150;

• внешний d₂ = 0,038 м и внутренний d₁ =0,055 м диаметры тороида;

• высота тороида, h=0,012 (м).

Экспериментальные и расчетные данные представляются в табл.1.

Таблица 1

№ п/п	Температура, Т (оС)	Индуктивность, Lм (мГн)	Относительная магнитная проницаемость,
1	25	23,17
2	30	23,21
3	35	23,3
4	40	23,41
5	45	23,54
6	50	23,68
7	55	23,82
8	60	23,97
9	65	24,12
10	70	24,26
11	75	24,4
12	80	24,52
13	85	24,64
14	90	24,76
15	95	24,8
16	100	24,64
17	105	23,78
18	110	21,14
19	115	14,86

Рисунок 1. График зависимости μ = f(T℃)

Вывод:

Критическая температура, соответствующая фазовому переходу из ферромагнитного (ферримагнитного) в парамагнитное состояние, называется температурой (точкой) Кюри. Для данного материала температура Кюри .

Контрольные вопросы

1. В чем заключается процесс намагничивания материала?

2. Назвать основные характеристики магнитного поля, их взаимосвязь и физический смысл.

3. Каким образом можно оценить величину ?

4. Какие факторы влияют на ?

5. Объяснить особенности намагничения ферримагнетиков.

6. Что такое точка Кюри?