двух сочетаний электродов различной формы в соответствии с указаниями преподавателя.

4.Построить зависимости Uпр = f(h) для обоих сочетаний электродов в одних осях координат.

5.Построить зависимости Епр = f(h) для обоих сочетаний электродов в одних осях координат.

4.1.6. Контрольные вопросы

1.С помощью каких показателей характеризуется способность диэлектрика противостоять электрическому пробою?

2.Какая из величин (пробивное напряжение или электрическая прочность) более точно оценивает способность различных диэлектриков противостоять электрическому пробою?

3.Чем объяснить, что электрическая прочность пористых твердых диэлектриков ниже прочности однородных по структуре строения твердых диэлектриков?

4.Какими процессами обуславливается развитие электрического пробоя в газообразных диэлектриках?

5.В чем разница между электротепловым и чисто электрическим пробоем диэлектриков?

6.Какое явление называется пробоем диэлектриков?

7.В каком из электрических полей (однородном или неоднородном) электрическая прочность диэлектриков выше? Чем это можно объяснить?

8.По каким причинам электрическая прочность диэлектриков при тепловом пробое меньше, чем при электрическом?

9.Зависит ли электрическая прочность воздуха от полярности электродов при следующих сочетаниях электродов: «игла — плоскость», «игла — полусфера»? Ответ аргументируйте.

10.Чем объяснить, что электрическая прочность воздуха при сочетании электродов «игла — плоскость» или «игла — полусфера» уменьшается в большем диапазоне, чем его прочность при сочетании электродов «плоскость — плоскость», «полусфера — полусфера», с ростом толщины воздушного зазора?

11.Чем объяснить, что электрическая прочность диэлектриков уменьшается с ростом толщины?

73

12.При каких условиях в твердых диэлектриках может произойти электротепловой пробой?

13.Почему необходимо учитывать процесс старения электрической изоляции при определении рабочего напряжения различных электрических машин?

14.Как изменяется электрическая прочность газообразных диэлектриков

сростом давления и почему?

15.Влияет ли температура на электрическую прочность диэлектриков? Ответ аргументируйте.

4.2. Лабораторная работа № 2. «Исследование свойств магнитных материалов

вмагнитных полях постоянной частоты»

4.2.1.Цель работы

Целью лабораторной работы является ознакомление студентов с индукционным методом измерения магнитных величин и экспериментальное определение свойств и характеристик ферромагнитных материалов при воздействии на них магнитного поля постоянной частоты с изменяющейся по амплитуде напряженностью.

4.2.2. Рабочее задание

Собрать схему установки (рис. 3.21).

Зарисовать с экрана осциллографа семейство динамических петель намагничивания, начиная с предельной динамической петли до минимально различимой (6‒7 петель.)

Произвести калибровку осциллографа.

По данным калибровки рассчитать масштабы по напряженности и индукции магнитного поля.

Для каждой из динамических петель намагничивания определить амплитудные значения напряженности и магнитной индукции.

Для каждой из динамических петель намагничивания определить удельные потери на перемагничивание.

74

Определить для каждой динамической петли значение магнитной проницаемости.

Рассчитать по предельной динамической петле дифференциальную магнитную проницаемость при различных значениях напряженности поля в диапазоне изменения ее от 0 до Нm и обратно.

Построить зависимости Bm = F(Hm), µr = (Hm), µrg = (H), P = F(Bm). Сделать выводы по работе.

4.2.3. Методические рекомендации к выполнению рабочего задания

Подготовка к проведению эксперимента

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо получить у лаборанта комплект соединительных проводов, осциллограф, звуковой генератор и исследуемый образец по указанию преподавателя.

Данные образца записать в табл. 3.2.

По известным параметрам интегрирующей цепи образца рассчитайте наименьшую частоту магнитного поля fmin в соответствии с уравнением (3.29) и запишите ее в табл. 3.2.

Соберите схему установки (рис. 3.21). При сборке схемы, в соответствии с рис. 3.21, гнезда «вход у» и « » ис-

следуемого образца соединить с гнездом «УIМ Ω 35pF» тракта вертикального отклонения луча осциллографа, а гнезда «вход х» и « » образца — с гнездом «Х» осциллографа.

Произведите подготовку осциллографа к работе в соответствии с методикой, изложенной в разделе 3.10.4 данных методических указаний и звукового генератора (раздел 3.10.6).

Рекомендации по зарисовке семейства динамических петель намагничивания

Увеличивая выходное напряжение генератора, получите на экране осциллографа предельную динамическую петлю намагничивания. Предельной динамической петлей является наибольшая по площади динамическая петля, у кото-

75

рой появляются «усы», свидетельствующие о начале насыщения. Наложив кальку с нанесенной координатной сеткой, зарисуйте предельную динамическую петлю намагничивания.

Уменьшая выходное напряжение звукового генератора, зарисуйте на кальку семейство 6‒7 динамических петель от предельной до минимально различимой петли намагничивания.

Калибровка осциллографа

Калибровка осциллографа осуществляется в соответствии с п. 3.10.5. данных методических указаний. При калибровке положение точки «усиление» должно быть таким же, как и во время зарисовки динамических петель.

Определение амплитудных значений индукции, напряженности магнитного поля

и потерь в сердечнике образца на перемагничивание

По имеющимся на кальках изображениям определяются для каждой динамической петли намагничивания координаты вершин H́m и В́m в миллиметрах. Значения H́m и Вḿзаписываются в табл. 4.3. Пример определения координат H́m и В́m приведен на рис. 4.3.

Таблица 4.3

Определение амплитудных значений индукции, напряженности магнитного поля

и потерь в сердечнике образца на перемагничивание

76

BB́m1

Рис. 4.3. Определение координат вершин динамических петель намагничивания

Амплитудные значения индукции и напряженности магнитного поля рассчитываются:

Для определения потерь на перемагничивание образца подсчитываются площади каждой из динамических петель намагничивания по клеткам миллиметровой бумаги, на которую накладывается калька с динамическими петлями намагничивания. Значения площадей записываются в табл. 4.3.

По найденным значениям Bm,Hm, Sn вычисляются значения относительной магнитной проницаемости и потери на перемагничивание для каждой петли

где μо = 1,256·10-6 Гн/м — магнитная постоянная вакуума; f — частота намагничивающего потока, Гц; γ — плотность сердечника образца, кг/м3.

Результаты расчетов записываются в табл. 4.3.

77

Определение дифференциальной магнитной проницаемости

Определение дифференциальной магнитной проницаемости производится по предельной динамической петле намагничивания в следующем порядке. В интервале изменения Н́от 0 до Н́m откладываются 6‒7 значений Н́(Н́0, Н1́, Н́2 … Н́m) на одинаковом расстоянии друг от друга. Затем в окрестности каждого значения Н́задаются приращениями Н́так, чтобы эти значения Н́находились посередине отрезка, равного Н́(рис. 4.4).

Проведя из концов Н́линии, параллельные оси В, до пересечения с восходящей и нисходящей ветвями предельной динамической петли намагничивания, определяем для каждого значения напряженности поля приращение индукции В1́и В́2. В́1 — приращение индукции, когда размагничивание осуществляется по нисходящей ветви при уменьшении напряженности поля от Нḿ до 0.

B́ B́1

B́2

0 Н́1 Н́2 Н́3 Н́4 H́

Н́

Рис. 4.4. К определению дифференциальной магнитной проницаемости

Значения напряженности Н,́приращений Н,́ В1́, В́2 записываются в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Определение дифференциальной магнитной проницаемости

78

Затем производится перерасчет значений напряженности Н́по уравнению (4.5), а Н,́В1́, В2́— по нижеследующим формулам

Значения дифференциальной магнитной проницаемости рассчитывается по формулам:

При построении зависимости μrg = F (Н) по оси абсцисс откладываются значения напряженности Н, а по оси ординат соответствующие им значения μ́rg и μ́́́́rg. В результате́ построения должен получиться график, представленный на рис. 4.5.

µrg

µ́́΄rg

Рис. 4.5. Зависимость μrg = F (Н)

79