Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Метод измерения и схема установки




 

 
 

Принципиальная схема установки приведена на рис. 4.

Исследуемый образец выполнен в виде тороидального трансформатора Т,первичная обмотка которого содержит N 1 витков, а вторичная – N 2 витков. Напряжение на первичную обмотку трансформатора Т подается с выхода звукового генератора G через сопротивление R 1.Вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена с резистором, имеющим сопротивление R 2, и конденсатором с электроёмкостью С. Напряжение U X, пропорциональное напряженности магнитного поля H, срезистора R 1 подается на вход «X» усилителя горизонтального отклонения осциллографа РО. Напряжение U Y,пропорциональное индукции магнитного поля В, с конденсатора С подается на вход «Y». При радиусе витка обмотки много меньшем радиуса тороида r T напряженность поля в тороиде

 

H = . (7)

 

Так как падение напряжения на резисторе R 1 равно U X = I 1 R 1, то, с учетом(7),

U X = . (8)

 

Напряжение U Xопределяется по коэффициенту отклонения электронного луча по горизонтальной оси r X:

 

U X = r X x. (9)

 

С учетом (9) выражение для H может быть записано в виде:

 

H = = a r X x. (10)

 

По закону Фарадея э. д. с. индукции во вторичной обмотке

 

E 2 = - N 2 = - N 2 S 2, (11)

 

где Ф –поток вектора магнитной индукции через один виток; S 2 – площадь поперечного сечения тороида.

По закону Ома для вторичной обмотки получаем

 

E 2 = U C + I 2 R 2 + L 2 , (12)

 

где U C–напряжение на конденсаторе; I 2 – ток во вторичной обмотке; L 2– индуктивность вторичной обмотки.

Так как L2 очень мало, а произведение I 2 R 2 >> U С, то, с учётом (11), уравнение (12) может быть записано в следующем виде:

 

- N 2 S 2 = I 2 R 2,

откуда

I 2 = - . (13)

 

Учитывая формулу (13), найдем напряжение U Y, равное напряжению на конденсаторе

U Y = U C = = = - = - (14)

 

где Q –заряд на обкладках конденсатора.

Если известен коэффициент отклонения луча k Yпо вертикали, то

 

U Y = k Y y. (15)

 

Из выражений (14) и (15) получаем:

B = = = b k Y y. (16)

 

Подав одновременно напряжение U X на горизонтально отклоняющие электронный луч пластины осциллографа, и U Y – на вертикально отклоняющие, на экране осциллографа получим петлю гистерезиса.

По площади петли можно найти работу перемагничивания, отнесенную к единице объема. Поскольку объёмная плотность энергии магнитного поля w H может быть рассчитана по формуле

 

w H = ,

 

то её малое изменение за один цикл перемагничивания можно определить по формуле:

 

dw H = H·d (mm0 H) = HdB. (17)

 

Работа dA Прасходуется на изменение внутренней энергии единицы объема ферромагнетика. За полный цикл перемагничивания

 

A П = . (18)

 

Учитывая (10) и (18), получаем:

 

A П = S П, (19)

 

где S П – площадь петли гистерезиса; r T = 6,5 мм, N 1 = 100, N 2 = 200, S 2 = 25 мм2, d 1 = 18 мм, d 2 = 8 мм, R 1 = 51 Ом, R 2 = 4,3 кОм, С = 0,22 мкФ.

 

 

Порядок выполнения работы

 

Задание № 1: получить петлю гистерезиса, определить ее площадь и рассчитать работу по перемагничиванию

 

1. Собрать схему установки (см. рис. 4).

 

2. Включить приборы и получить на экране осциллографа изображение петли гистерезиса.

Первоначальное положение ручек управления осциллографом и звуковым генератором для получения петли дается на установке.

Внимание. После настройки установки и получения на экране осциллографа изображения петли гистерезиса нельзя изменять положения ручек настройки осциллографа и звукового генератора.

 

3. После получения на экране осциллографа петли y = y (x) (размеры петли указаны на установке) приложить кальку и скопировать изображение петли гистерезиса. Затем, воспользовавшись линейкой или миллиметровой бумагой, надо измерить координаты точек. Результаты измерений занести в табл. 1. После расчета H и B построить график. На графике участок ED¢A строится симметрично участку ACDE (см. рис. 2 ). Можно и сразу заготовить таблицу для снятия большего количества точек, например, 15-ти точек.

 

4. По графику y = y (x) определить площадь петли гистерезиса. И с помощью формулы (19) рассчитать работу по перемагничиванию за один цикл.

 

 

Задание № 2: получить кривую намагничивания

 

1. Для получения кривой намагничивания необходимо измерить координаты вершин петли y = y (x) при уменьшенных напряжениях, подаваемых от звукового генератора. Остальные параметры выбранного режима работы осциллографа и генератора изменять нельзя.

 

Таблица 1

№ п/п х, мм у, мм Н, А/м В, Тл
         
         
         
         
       
         

 

Следует измерить координаты вершин семи петель различных размеров, постепенно сводя петлю в точку, уменьшая выходное напряжение звукового генератора.

 

2. По данным измерений, сведенных в табл. 2, построить кривую намагничивания. Графики рекомендуется строить на миллиметровой бумаге.

 

Таблица 2

№ п/п х, мм у, мм Н, А/м В, Тл
         
         
         
         
         
         
         

 

 

Задание № 3: определить коэрцитивную силу и остаточную индукцию

 

1. По максимальной петле гистерезиса найти координату x С,соответствующую коэрцитивной силе Н С (см. рис. 2).

 

2. По формуле (10) рассчитать Н С.

 

3. По максимальной петле гистерезиса найти координату y S, соответствующую остаточной индукции B S.

 

4. По формуле (16) рассчитать B S.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...