 |
Приобретение практических навыков по снятию петли гистерезиса и кривой намагничивания, а так же по работе с используемой аппаратурой и исследованию свойств магнитных материалов.
|
|
|
|
Королёвский колледж космического машиностроения и технологий
(КККМТ)
ОТЧЕТ
о лабораторной работе № 9
"ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ
МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ"
по предмету "МБПС"
Работу выполнил:
Сорокин И.О.
Группа 22БМ
Работа зачтена:
Чудайкина Е. В.
- 2012 -
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Приобретение практических навыков по снятию петли гистерезиса и кривой намагничивания, а так же по работе с используемой аппаратурой и исследованию свойств магнитных материалов.
2. СОСТАВ АППАРАТУРЫ
2.1. Осциллограф С1-54.
2.2. Вольтметр В3-38.
2.3. Лабораторный макет с исследуемым сердечником.
2.4. Генератор сигналов Г3-33.
3. 
лаБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА
 |
Напряженность Н внешнего намагничивающего поля зависит от тока в цепи первичной обмотки:
(1)
где: ℓ – длина средней магнитной линии сердечника трансформатора;
где: W1 – число витков первичной обмотки трансформатора.
Падение напряжения U1 на сопротивлении R1 пропорционально току в цепи первичной обмотки трансформатора и следовательно напряженности магнитного поля:
(2)
Напряжение U подается на горизонтальные пластины осциллографа. Индукция В магнитного поля в сердечнике связана с напряженностью Н соотношения:
В=μ·μ0·Н (3)
где: μ0 – абсолютная магнитная проницаемость вакуума, равная;
где: μ – относительная магнитная проницаемость материала сердечника, зависящая от Н.
Магнитное поле с индукцией В, возникшие в сердечнике, создает по вторичной обмотке с числом витков W2 магнитный поток, равный:
Ф=S·B·W2 (4)
где: S – площадь сечения сердечника.
Если U и I1 будут изменяться, то будет изменяться магнитный поток Ф и следствии явления электромагнитной индукции во вторичной обмотке возникает ЗДС индукции, модуль которого можно выразить как:
|
|
|
(5)
или с учетом выражения (4):
(6)
Ток I2 во вторичной обмотке при условии, что R2 очень велико, будет равен:
(7)
Напряжение Uу на конденсаторе определяется, как:
(8)
или с учетом выражения (7) заряд конденсатора:
(9)
Следовательно, Uy можно выразить как:
(10)
Напряжение Uу с конденсатора С1 подается на вертикальные пластины осциллографа.
Из выражений (2) и (10) следует, что на горизонтальные пластины осциллографа подается напряжение Ux, пропорциональное напряженности Н, а на вертикальные – напряжение Uy пропорциональное индукции В.
Мгновенное значение Н будет пропорционально абсциссе nx соответствующей точки петли гистерезиса, а мгновенное значение В – ординате ny этой точки. Если цена деления на оси абсцисс равна Кх, а цена деления на оси у-Ку, то:
Ux=Kx·nx и Uy=Ky·ny (11)
Тогда напряженность Н и магнитная индукция В определяются из формул (2) и (10) с учетом выражений (11) как:
(12)
(13)
При измерении определяют координаты nx и nу соответствующих точек петли гистерезиса и производят вычисления напряженности Н и магнитной индукции В по формулам (12) и (13).
4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
| Таблица 1 | |||||||
| R1, Ом | R2, кОм | C, ПФ | S, м2 | W1 | W2 | ℓср, м | F, кГц |
| 3.9 | 0.024 | 0.314 |
| Таблица 2 | |||||||
| Ux, В | nx, см | Кх, В/см | Uу, В | nу, см | Ку, В/см | ba | af |
| 2.8 | 56.4 | 2.82 | 0.8 | 0.5 |
и 
Значения Ку и Кх записать в табл. 2.
| Таблица 3 | |||||||||||
| № | U, В | Uх, В | Uу, В | nу, см | nx, см | Н, А/м | В, Тл | ||||
| 56,4 | 2,82 | 0,36 | 0,13 | ||||||||
| 112,8 | 5,64 | 0,72 | 0,025 | ||||||||
| 112,8 | 8,46 | 1,08 | 0,04 | ||||||||
| 112,8 | 14,1 | 1,8 | 0,064 | ||||||||
| 169,2 | 16,92 | 2,16 | 0,08 | ||||||||
| 225,6 | 19,74 | 7,776 | 0,09 | ||||||||
|
|
|
4.1. Рассчитать остаточную магнитную индукцию Вr и коэрцитивную силу Не по формулам:
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
5.1. Какие материалы называются магнитными?
5.2. Какие свойства у магнитных материалов?
5.3. Какие знаете параметры магнитных материалов?
5.4. На какие группы делятся магнитные материалы?
5.5. Что показывает величина μ?
5.6. Что такое Вr и Не?
Н, А/м
Ответы
5.1. Называються те материалы магнитные у каторых основными процессами, происходящими под действием магнитных полей являются поляризация вещества, электропроводность, намагничивание вещества.
5.2. Магнитные материалы имеют 2 свойства намагничивать и отталкивать.
5.3. Основным параметром магнитных материалов является Магнитная проницаемость.
Др. важные параметры:
a) Остаточная намагниченность
б) Коэрцитивная сила
в) Oтносит. магн. Проницаемость
г) Намагниченность насыщения
5.4. диамагнетики m< 1 (материал «сопротивляется» магнитному полю);
парамагнетики m> 1 (материал слабо воспринимает магнитное поле);
ферромагнетики m>> 1 (магнитное поле в материале усиливается);
ферримагнетики m>>1 (магнитное поле в материале усиливается, но магнитная структура материала отличается от структуры ферромагнетиков);
антиферромагнетики m> 1 (материал слабо реагирует на магнитное поле, хотя по магнитной структуре схож с ферримагнетиками).
5.5. Магнитная проницаемость – величина безразмерная.
Её значение для конкретной среды на 1 больше магнитной восприимчивости той же среды
5.6. Вr - это магнитная индукция - векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся или смещающуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля в заданной точке.
Не - Коэрцитивная сила - напряженность магнитного поля, вызывающая магнитную индукцию ферромагнетика, равную нулю, в условиях циклического перемагничивания.
|
|
|
