К другим разделам курса физики, электротехники

Электротехника

Примеры решения задач
Ядерная физика
Законы Ома
Лабораторные работы
Электротехника

Лабораторные

Материалы
Задачи по физике

Методика выполнения лабораторных работ по электротехнике

Конструкционные ферромагнитные материалы

 

Рис.3. Типы петлей гистерезиса.

Магнитные материалы, используемые в технике делятся на три класса: магнитно-мягкие, магнитно-твердые и специальные.

Магнитно-мягкие материалы характеризуются узкой с относительно малой площадью, круто поднимающейся петлей гистерезиса (рис.3, кривая 1). Потери из-за гистерезиса у них минимальные, индукция насыщения велика, а коэрцитивная сила мала, поэтому они легко намагничиваются и размагничиваются. К магнитно-мягким материалам относятся электротехническая сталь, технически чистое железо (низкоуглеродистая сталь), пермаллои (сплавы железа с никелем, легированные молибденом, ванадием и др.), пермендюр (железокобальтовые сплавы), ферриты и др.

Магнитно-твердые материалы используются для изготовления постоянных магнитов. Они характеризуются широкой петлей гистерезиса (кривая 2 на рис.3), т.е. со значительной остаточной индукцией Br и большой коэрцитивной силой HC.

К наиболее распространенным магнитно-твердым материалам относят литые сплавы на основе Fe-Co-Ni-Al типа ЮНДК (альнико) и бариевые сплавы (марка БИ).

Широко применяются в качестве постоянных магнитов металлокерамические сплавы (ММК), которые изготовляются методами порошковой технологии.

Специальные магнитные материалы характеризуются либо особой формой петли гистерезиса, либо специфическими свойствами. К наиболее распространенным материалам этой группы относятся магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса, термомагнитные материалы и магнитострикционные материалы.

2. Рабочее задание

2.1. Экспериментальная часть

Принципиальная схема установки представлена на рис.4. На первичную обмотку трансформатора (Тр) подается переменное напряжение. В цепь первичной обмотки включен резистор R1. В сердечнике трансформатора из исследуемого ферромагнитного материала создается переменное магнитное поле, напряженность которого пропорциональна силе тока, идущего через сопротивление R1. Следовательно, если с резистора R1 подать напряжение на вход X осциллографа, то отклонение электронного луча на экране будет пропорционально напряженности H магнитного поля.

Переменное магнитное поле трансформатора возбуждает в его вторичной обмотке ЭДС, пропорциональную скорости изменения индукции B магнитного поля. Если на вход Y осциллографа подать напряжение с конденсатора C, то оно , при определенных условиях, будет пропорционально B. Таким образом, на горизонтальный и вертикальный входы осциллографа одновременно подаются напряжения, пропорциональные соответственно напряженности H и индукции B магнитного поля. На экране осциллографа будет наблюдаться петля гистерезиса.

1. Собрать схему, изображенную на рис.4. В качестве резистора R1 используется блок сопротивлений на сменной панели слева на стенде, все сопротивления этого блока включены параллельно. В качестве резистора R2 используется "Магазин сопротивлений измерительный Р33". На нем необходимо выставить сопротивление равное 20 кОм (27104Ом). Для подключения используются две крайние клеммы этого прибора. Переменная емкость

С берется на средней панели стенда, переключателями необходимо задать значение емкости равное 5,5 мкФ.

2. Подготовить осциллограф С1-68 к работе, для чего:

Рис. 4. Схема установки

а) шнур питания соединить с клеммами, отмеченными знаком "220", расположенными на панели блока питания стенда;

б) тумблером "сеть" включить осциллограф (на передней панели должна загореться сигнальная лампа), через 2 - 3 минуты отрегулировать яркость и фокусировку линии на экране осциллографа, а переключатель " =" поставить в положение "";

в) в блоке "Усилитель У" сделать следующее:

-переключатель "10, 1" поставить в положение "10";

-переключатель усиления поставить в положение "20 mV/см";

-подключить соединительный кабель к входному гнезду.

г) тумблер, отмеченный знаком "   ", расположенный на правой боковой стенке осциллографа, поставить в положение "  ";

д) отключить штекеры соединительного кабеля к гнездам калибровочного напряжения 1В, расположенным на правой стенке осциллографа (штекер с длинным проводом соединен с корпусом осциллографа), при этом на экране появится изображение двух горизонтальных линий;

е) внутренней ручкой "Усиление" на блоке "Усилитель У" установить расстояние между линиями, равное 5 см (больших усилий к ручке "Усиление" не прилагать!);

ж) отключить штекеры соединительного кабеля от гнезд калибровочного напряжения;

з) тумблер, отмеченный знаком "  ", поставить в положение "-";

и) переключатель усиления на блоке "Усилитель У" поставить в положение "0,1 V/см";

к) на блоке "Развертка" переключатель "Х, 1,0,2" перевести в положение "Х";

л) соединительный кабель от входа У подключить к конденсатору С , а провода от корпуса осциллографа и от входа на блоке "Развертка" подключить к резистору R1, как показано на схеме рис.4;

м) установить светящуюся точку в центре экрана.

3. Снять кривую намагничивания, для чего:

а) ручку регулятора напряжения на панели питания стенда вывести в крайнее левое положение;

б) включить стенд автоматом АП и подать напряжение на исследуемую схему, включив левый магнитный пускатель;

в) увеличивая входное напряжение с помощью регулятора напряжения установить максимальную петлю гистерезиса, для наиболее полного использования экрана осциллографа можно изменить значение емкости С;

г) записать в таблицу 1 результаты измерений: U - входное напряжение; HН, BН, HС, Br (обозначения соответствуют рис.1), аккуратно зарисовать петлю гистерезиса на миллиметровой бумаге и определить ее площадь Sп (см2) (площадь петли определяется как сумма целых клеток плюс половина неполных клеток), результат также занести в таблицу 1;

д) уменьшить с помощью регулятора входное напряжение и повторить измерения, проделать подобные опыты 6 раз.

Таблица 1

Измерено

Вычислено

Номер

U

HH

BH

HC

Br

Sп

HH

BH

HC

Br

Aп

 

опыта

В

см

см

см

см

см2

А/м

Тл

А/м

Тл

 

 


На главную сайта Dvoika.net