Контрольные вопросы

1. Расскажите об устройстве и принципе действия трансформатора.

2. Чем обусловлены потери энергии в трансформаторе?

3. Покажите, как использование повышающего трансформатора позволяет снизить потери в проводах при передаче энергии на большое расстояние.

Лабораторная работа № 17. Изучение гистерезиса ферромагнитных материалов

Цель работы: исследование характера зависимости индукции магнитного поля внутри ферромагнетика от напряженности внешнего магнитного поля, графическое построение основной кривой намагничивания. Расчет работы, затрачиваемой на один цикл перемагничивания ферромагнетика.

Приборы и принадлежности: трансформатор, звуковой генератор PQ, конденсатор, электронный осциллограф РО, кассета ФПЭ-07, сопротивления, источник питания.

Методика и техника эксперимента

Изучение явления намагничивания и перемагничивания ферромагнетиков осуществляется с помощью электрической схемы, представленной ниже.

Исследуемый ферромагнитный образец представляет собой сердечник тороидального трансформатора Т. Первичная обмотка которого содержит N₁ витков, а вторичная – N₂ витков. Напряжение на первичную обмотку трансформатора Т подается с выхода звукового генератора РQ через сопротивление R₁.

Вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена с сопротивлением R₂ и конденсатором С.

С сопротивления R₁ на выход «Х» усилителя горизонтального отклонения осциллографа РО подается напряжение U_Х, пропорциональное напряженности магнитного поля Н.

На вертикальный выход «У» с конденсатора С подается напряжение U_у, пропорциональное индукции магнитного поля В.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться со схемой установки.

2. Включить осциллограф, прогреть его в течение 2-3 минут и с помощью регуляторов «смещение х» и «смещение у», вывести электронный луч в центр координатной сетки на экране.

3. Подключить к сети источник питания схемы.

4. Регулируя величину выходного напряжения на звуковом генераторе и усиление по оси У, установить максимальную петлю гистерезиса в пределах экрана, соответствующую магнитному насыщению образца. Зарисовать ее на кальке.

5. Уменьшая величину выходного напряжения через 0,5 В до минимального значения, получить семейство петель гистерезиса. Для каждой петли произвести измерения координат Х и У вершины. Результаты измерений занести в таблицу 5.12.

Т а б л и ц а 5.12

№ петли	U, В	х, см	у, см	Н, А/м	В, Тл	Sп, м2	А, Дж/м3

6. Рассчитать значения напряженности Н и индукции В поля в ферромагнетике по формулам:

Н = α·b₁·х, где b₁ = 2·10³ В/м, α = 25 (Ом·м)^-1,

В = β·b₂·у, где b₂ = 8·10² В/м, β = 0,34 с/м².

Результаты занести в таблицу.

7. Построить кривую намагничивания, то есть график зависимости В = f (H).

8. Скопировать максимальную петлю, полученную в пункте (4), на миллиметровую бумагу и измерить ее площадь.

9. Рассчитать работу перемагничивания, отнесенную к единице объема ферромагнетика:

А = к·S_п, где к = 132·10⁵ Дж/м⁵.