7.4 Опрацювання результатів вимірювань та офорлення звіту

1 За експериментальними даними (таблиця 7.1), використовуючи формули (7.6), (7.7) та (7.2), розрахувати напруженість магнітного поля Н_m, магнітну індукцію В_m та динамічну магнітну проникність . Результати обчислень записати в таблицю 7.1.

2 За даними вимірювань пункту 6 визначити масштаби горизонтального та вертикального відхилень променя осцилографа.

3 Визначити площу гістерезисних петель S_пет.

4 Визначити питомі втрати в зразку за формулою

. [Вт/кг]. (7.12)

Результати розрахунків за пунктами 2–4 записати в таблицю 7.2.

5 За даними таблиці 7.1 побудувати динамічні криві намагнічування B_m(H_m) та залежності (Н_m) при різних частотах.

6 За даними таблиці 7.2 побудувати залежність P_пит(f).

7 Зробити висновки з проведеної роботи.

7.5 Контрольні запитання

1. Які матеріали називаються магнітними?

2. Яка природа магнітних властивостей феромагнітних матеріалів?

3. В чому відмінність між феромагнетиками та феримагнетиками?

4. Яка різниця між статичними та динамічними характеристиками магнітних матеріалів?

5. Яка петля гістерезису називається граничною?

6. Що таке залишкова магнітна індукція та коерцитивна сила?

7. Що являє собою основна крива намагнічування?

8. Від чого залежать втрати на гістерезис та вихрові струми?

Лабораторна робота № 8 визначення магнітної проникності та втрат в феритах

Мета роботи

Вивчити методику вимірювання індуктивності та добротності феритів з використанням вимірювача добротності (куметра). Визначити магнітну проникність і тангенс кута магнітних втрат в феритах.

8.1 Основні теоретичні відомості

Ферити являють собою хімічні сполуки оксиду заліза F₂O₃ з оксидами двовалентних (рідше одновалентних) металів з загальною формулою МеОF₂O₃, які належать до феримагнетиків. Вироби з феритів отримують за керамічною технологією. Основною перевагою феритів, яка зумовлює їх широке використання при підвищених і високих частотах, є високий питомий електричний опір, що у 10⁶–10¹¹ разів перевищує питомий опір заліза, а значить відносно невеликі втрати при високих частотах.

Магнітні матеріали, що призначені для використання при високих частотах (ферити, магнітодіелектри­ки), характеризуються двома основними параметрами: магнітною проникністю та тангенсом кута магнітних втрат. Для дослідження властивостей високочастотних магнітних матеріалів за методикою, яка використовується в лабораторній роботі, необхідно створити однорідне магнітне поле. Таким можна вважати магнітне поле, створене всередині тороїдної котушки, якщо поперечний переріз осердя набагато менший за його діаметр.

Методика вимірювання магнітних властивостей феритів з використанням зразків у формі тороїда полягає в наступному. Котушка намотується на тороїдний діелектричний каркас, виготовлений з матеріалу, що характеризується дуже малим коефіцієнтом діелектричних втрат (полістирол, фторопласт, поліетилен). Розміри каркаса повинні відповідати розмірам тороїдного зразка магнітного матеріалу (рисунок 8.1). За допомогою куметра вимірюють добротність Q_k та власну індуктивність L_k котушки без осердя. Після цього вимірюють аналогічні параметри Q_ф та L_ф для котушки, що намотана на досліджуване осердя з магнітного матеріалу.

Визначивши індуктивність і добротність котушок в першому та другому випадках, розраховують магнітну проникність і тангенс кута діелектричних втрат магнітного матеріалу.