4 семестр / Элтмв / lab8_mat

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра МНЭ

отчет

по лабораторной работе №8

по дисциплине «ЭлТМВ»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Студент гр. 4493		Шевцов А.И. Мухин А.П. Дроздов Д.А.
Преподаватель		Хахулин С.А.

Санкт-Петербург

2026

Цель работы:

исследование основных магнитных свойств электротехнической стали:

Основной кривой намагничивания

Статической магнитной проницаемости

Частотной зависимости магнитных потерь

Потери энергии на гистерезис

Частотной зависимости эффективной магнитной проницаемости

К ферромагнитным относят материалы с большой положительной

магнитной восприимчивостью k_м, которая сильно зависит от напряженности

магнитного поля H и температуры T.

Ферромагнетикам присуща в интервале температур от 0 К до

температуры Кюри Т_к спонтанная (самопроизвольная) намагниченность и их

особые свойства обусловлены доменным строением.

Обработка результатов:

п. 1 Вычислить напряженность поля H_m и магнитную индукцию B, найти статическую магнитную проницаемость μ_ст R_T = 10 Ом γ_ср = 0.021 м w₁ = 100 w₂ = 1330 C_И = 10^-6 Ф R_И = 300 кОм S = 10^-4 м^-2

r_ср = 0.75

Формулы используемые для расчета

Таблица №1 Исследование основной кривой намагничивания
Ux, В	Hm, А/м	UY, B	Bm, Тл	μст
0	0	0	0	-
0.125	0.5305	0	0	0
0.25	1.0610	0.02	0.0451	33744
0.5	2.1221	0.12	0.2707	101230
0.75	3.1831	0.16	0.3609	89985
1	4.2441	0.2	0.4511	84361
1.25	5.3052	0.22	0.4962	74237
1.5	6.3662	0.22	0.4962	61865
2	8.4883	0.24	0.5414	50616

п. 2 По полученным данным построить на одном графике основную

кривую намагничивания Вm(Нm) и зависимость статической магнитной проницаемости от

н апряженности магнитного поля μст(Нm) исследованного ферромагнитного материала.

Рис.1 Основная кривая намагничивания, зависимость статической магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля

п. 3 Определить значения энергии магнитных потерь в единицы массы ферромагнитного материала

m_x = m_y = 0.5 В/дел. H₁ = 2.121

b₁ = 1.1278

d = 7770

Таблица №2 Исследование зависимости энергии магнитных потерь от частоты
f, Гц	50	200	400	600	800
Sn, мм2	1200	1300	1600	1700	1800
Э, мДж/кг	3.73	4.04	4.97	5.28	5.59

50 Гц 200 Гц

400 Гц 600 Гц

800 Гц

Рис. 2 Петли гистерезиса при различных значениях частоты

4 Построить частотную зависимость потерь энергии в образце в виде

графика Э(f).

Экстраполируя полученную прямую линию к f = 0 найти потери энергии на гистерезис Эг.

Рис. 3 Частотная зависимость потерь Э(f)

расчет мощности потерь энергии на гистерезис

расчет мощности потерь энергии на вихревые токи

Э_г = 3.625 мДж/кг

Э_вт = Э – Э_Г

Таблица №3 Исследование зависимости мощности потерь энергии от частоты
f, Гц	50	200	400	600	800
Э, мДж/кг	3.73	4.04	4.97	5.28	5.59
Эвт, мДж/кг	0.105	0.775	1.345	1.655	1.965
PГ, Вт/кг	181.25	725	1450	2175	2900
PВТ Вт/кг	5.2*10-3	8.3*10-2	0.54	0.995	1.58

п. 5 Вычислить напряжение на катушке индуктивности с испытуемым сердечником’

Таблица №4 Зависимость входного напряжения от частоты
f, Гц	UR, мВ	Uвх, мВ
50	30	36
75		36
100		36
150		40
200		44
400		58
600		74
800		92

R_T = 10 Ом

Таблица №5 Зависимость напряжения на катушке и эффективной магнитной проницаемости от частоты
f, Гц	50	75	100	150	200	400	600	800
UL,мВ	19.9	19.9	19.9	26.5	32	49.6	67.6	87
L, мГн	21	14	11	9.4	8.5	6.6	6.0	5.8
μэф	78967	52645	39484	34997	31932	24622	22370	21570

п.6 Построить частотную зависимость эффективной магнитной проницаемости μэф(f).

Р ис. 4 Частотная зависимость эффективной магнитной проницаемости

Вывод:

Максимального значения статическая магнитная проницаемость достигает при напряженности магнитного поля ≈2 А/м. μ_стmax ≈ 101230

Магнитная индукция увеличивается при увеличении напряженности магнитного поля

Энергия магнитных потерь линейно зависит от частоты.

Потери энергии на гистерезис Э_г = 3.625 мДж/кг

Эффективная магнитная проницаемость стремится к бесконечности при уменьшении частоты и быстро убывает при росте частоты.