Експериментальна установка

Сигнал U_с з інтегруючої ємності С_u пропорційний величині вектора В подається на вхід “У” осцилографа. Рисунок, що з’являється на екрані осцилографа у деякому масштабі (величини якого по осям X та У не дорівнюють одна одній), відтворює петлю гістерезису зразка, який досліджується. Щоб дати цій кривій кількісну міру, необхідно встановити масштаб зображення, тобто провести калібрування горизонтального та вертикального каналів осцилографа. Значення масштабних коефіцієнтів, які були встановлені при калібруванні, вказані на осцилографі.

Калібрування вертикальної та горизонтальної осей осцилографа слід використовувати для побудови петель гістерезису в осях В та Н. Значення Н розраховуються за допомогою рівняння (12.5). Для перерахунку напруги U_Y =U_вих, на вході осцилографа, в значення В слід скористатись рівнянням (12.4). Враховуючи те, що напруга на вході інтегруючого RC – ланцюжка визначається як:

U_вх = - dФ / dt = - SN_u / dt ,

Рис.12.3 Схема експериментальної установки.

отримаємо напругу на виході інтегруючого кола U_вих, що являється одночасно вхідною напругою осцилографа по входу Y, як

U_вих = U_Y= - ( ∫ SN_udB / dt ) / RC_u = - SN_uB / RC_u.

Звідки

В = - U_YRC_u / SN_u . (12.6)

У рівнянні (12.6) через N_u позначено кількість витків вимірювальної обмотки,

S - площа поперечного перерізу осердя зразка. У експериментальній установці:

N₀ = 50; N_u = 200; 2pr = l = 76,9мм; S = 43,8 мм²; R₀ = 100 Oм; R = 7,5 kOм;

C_u = 0,47 мкФ.

Завдання

1. Зібрати робочу схему згідно рис. 12.3.

1. Увімкнути живлення та отримати на екрані осцилографа петлю гістерезису. З цього моменту та до закінчення роботи положення ручки підсилювача осцилографа не змінювати.

2. Змалювати на кальку петлю гістерезису яка спостерігається на екрані. Записати значення масштабних коефіцієнтів для визначення U₀ і U_у. Обчислити Н і В.

3. Визначити масштабні коефіцієнти h, b. За допомогою рівнянь (12.5) та (12.6) побудувати петлю гістерезису у координатах В та Н.

4. Визначити значення коерцитивної сили та залишкової індукції.

2. Визначити значення повної магнітної проникності у точці насичення.

3. За допомогою координатної сітки визначити площу петлі гістерезису та визначити роботу, яка була витрачена на перемагнічування одиниці об’єму за один цикл. Для цього необхідно оцінити значення інтегралу:

А = ò ВdH = S_nbh.

8. Оцінити помилки вимірювання всіх величин.

Контрольні запитання

1. Що таке статична петля гістерезису?

1. Які феромагнетики називаються магнітом’ягкими, а які магнітожосткими?

2. Від чого залежить форма петлі гістерезису?

2. Як зміниться індукція В всередині тороїда, який обтікає незмінний струм, при заповненні його: парамагнетиком; діамагнетиком?

3. Що називають магнітною проникністю феромагнетиків? У яких одиницях вона вимірюється?

4. Які особливості макро - та мікроструктури феромагнетиків?