8.2. Описание установки

Испытания свойств ферромагнитных материалов проводятся на установке, схема которой приведена на рис. 8.5. Установка состоит из испытательного модуля (выделен), генератора синусоидальных сигналов звуковой частоты, милливольтметра переменного напряжения и осциллографа.

Испытуемый материал изготовлен в виде тороидального сердечника, на который нанесены две обмотки: первичная с числом витков w₁ и вторичная с числом витков w₂.

На пластины горизонтального отклонения осциллографа (вход канала I) подается напряжение, снимаемое с резистора R_т (U_X = U_R, ). Это напряжение пропорционально току I, протекающему в обмотке w₁ следовательно, пропорционально и напряженности магнитного поля Н.

Рис. 8.5. Схема установки для исследования магнитных свойств материалов

Напряженность магнитного поля вычисляется по выражению

, (8.3)

где 2πr_ср – средняя длина линий напряженности поля.

На вертикальный вход осциллографа (вход канала II) подают напряжение U_Y = U_C , снимаемое с конденсатора С_и интегрирующей цепочки, которое определяется выражением:

t, (8.4)

где i_и – ток в интегрирующей цепочке.

Если

,

то

,

где Е₂ – ЭДС во вторичной обмотке.

Согласно закону Ленца –

,

где S – сечение образца.

В этом случае формула (8.4) принимает следующий вид:

, (8.5)

т. е. U_C пропорционально индукции в образце. Тогда

(8.6)

При одновременном приложении напряжений U_R и U_С к пластинам осциллографа на его экране можно наблюдать ПГ, характеризующую зависимость В(Н).

Для исследования частотной зависимости μ_эф в образце создается слабое магнитное поле, соответствующее начальному участку кривой намагничивания. Значение напряженности магнитного поля контролируется по величине напряжения U_R на резисторе R_т. Измеряя напряжение на входе схемы U_вх, можно найти величину напряжения U_L на катушке индуктивности с исследуемым сердечником.

8.3. Проведение испытаний

8.3.1. Подготовка к испытаниям

Включите питание генератора, осциллографа и милливольтметра. Осциллограф установите в режим работы характериографа (X−Y). Установите переключатель S1 на измерительном стенде в положение «Калибровка» (К). Установите частоту сигнала, снимаемого с генератора, равную 50 Гц. Плавно увеличивая сигнал, получите на экране осциллографа изображение, развернутое по осям Х и Y на 3х3 (4х4) деления относительно центра, получив предельную петлю гистерезиса (при необходимости пользуйтесь ручками усиления каналов осциллографа).

Определите масштабы осей на экране осциллографа, измерив U_R = U_X и U_С = U_Y .

8.3.2. Исследование основной кривой намагничивания и зависимости потерь в образце от магнитной индукции

Постепенно увеличивая от нуля сигнал, подаваемый с генератора, задавайте напряжение U_Х по оси X и производите отсчет U_Y по оси Y. Результаты записывайте в табл. 8.1.

Таблица 8.1

UХ, В	Hm, А/м	UY, В	Bm, Тл	μ	Sп, мм2	Э, Дж/кг	lg Э	lg Bm

Начиная с U_Х, указанного преподавателем, зарисуйте на кальку семейство петель гистерезиса при различных значениях U_Х.