Lucrarea de laborator E-9
CONSTRUCȚIA CURVEI DE MAGNETIZARE
FERROMAGNETICA CU METODA DE CENTURĂ
Obiectiv: construcția de bază a curbei de magnetizare B = f (H) și un grafic al permeabilității magnetice a câmpului magnetic rezistență feromagnet = g (H).
Conceptele de bază ale teoriei ferromagnetismului au fost introduse în lucrarea de laborator a E-8.
Descrierea metodei de cercetare
Pentru prima dată, un studiu complet experimental al dependenței B = f (H) efectuat în 1871-1872. Profesor de la Universitatea din Moscova, A.G. Stoletov. De asemenea, el a arătat că intensitatea câmpului în materialul feromagnetic depinde puternic de forma eșantionului și numai în cazul toroidal (inel) al eșantionului, inelar magnetizabil bobinaj, coincide cu intensitatea câmpului magnetic extern.
În această lucrare, pentru a obține curba principală de magnetizare, metoda propusă de A.G. Stoletov. Se compune din următoarele. Pe inelul de material feromagnetic au două înfășurări (Figura 9.1.): Primar (magnetizare) cuprinde transformă N1 și secundar (numărul de spire N2) destinate măsurării inducției magnetice B. Intensitatea câmpului magnetic, care este creat în miez inelar în timpul fluxului pe înfășurarea primară a curentului I1. se calculează prin formula
unde l este lungimea liniei centrale a nucleului. Acest câmp magnetizează inelul. Fluxul magnetic în secțiunea transversală a unui inel al zonei S
Fig. 9.1. transformator
= BS. (9.2)
Când se schimbă în bobina secundară, o emf de inducție
Modificarea fluxului magnetic se realizează prin schimbarea direcției curentului I1. În acest caz, valoarea forței câmpului H rămâne aceeași și se modifică numai direcția liniilor de câmp. Ca urmare, fluxul de inducție magnetică se schimbă de la + la - , și creșterea fluxului
Dacă circuitul secundar este scurtcircuit, curentul se va scurge
unde R este rezistența circuitului secundar.
Când curentul de inducție I2 curge în acest circuit, există o sarcină Q, a cărei valoare poate fi calculată folosind formulele (9.4), (9.5):
Exprimând inducția câmpului magnetic din această egalitate, obținem
unde R. N2 și S sunt valorile care sunt constante pentru această instalație.
Încărcarea Q este măsurată de un integrator de curent conectat la înfășurarea secundară. În acest caz, valoarea încărcării care trece prin integrator este proporțională cu citirea voltmetrului
unde b este constanta integratorului; - citirea prin voltmetru.
Folosind expresiile (9.7) și (9.8), putem obține formula calculată pentru inducerea câmpului magnetic în miezul inelului investigat:
Echipamente: o sursă de tensiune constantă, multimetre, mini-blocuri "Ferromagnet", "Integrator curent", "Rezistență".
Diagrama electrică a instalației este prezentată în Fig. 9.2, instalare - în Fig. 9.3.
Fig. 9.2. Schema electrică:
1 - sursă de tensiune constantă reglată 0 ... 15 V; 2-ammeter; 3 - bloc "rezistență" de 100 Ohm; 4 - comutarea unei direcții a curentului într-o înfășurare primară; 5 - toroid cu primar N1 și N2 și înfășurări secundare; 6 - Miniblock "Ferromagnet"; 7 - cheie de amortizare; 8 - integrator actual; 9 - mini-bloc "Integrator de curent"; 10 - voltmetrul
Fig. 9.3. Diagrama de montare: pozițiile 2, 3, 6, 9, 10 - vezi Fig. 9.2
Înfășurările primare N1 și secundare N2 sunt înfășurate pe un inel feromagnetic. Înfășurarea primară este folosită pentru magnetizarea feromagnetului, iar din parametrii săi se determină intensitatea H a câmpului de magnetizare. Comutatorul 4 servește la schimbarea direcției curentului în bobina primară în scopul inversării magnetizării nucleului. Rezistorul R0 limitează curentul în bobină.
Înfășurarea secundară ^ N2 este proiectată pentru a determina inducerea câmpului magnetic B în miez. Un integrator curent 8 este utilizat pentru a măsura Q. încărcare indicată de voltmetrul 10 și o cantitate proporțională B. măsurată Deoarece miezul este realizat dintr-un material magnetic moale feromagnetic cu valoare remanenta scăzută, pentru a obține curba de bază de magnetizare este necesar să se efectueze preliminare demagnetiza miez.
1. Completați tabelul. 9.1 (a se vedea formularul de raport).
2. Asamblați circuitul electric în conformitate cu schema electrică prezentată în Fig. 9.3.
Atenție vă rog! Intrarea comună a multimetrelor COM 2 și 10 este furnizată cu o tensiune negativă (sârmă "-" sau ""), intrările V și mA - tensiunea pozitivă (sârmă "+").
3. Comutator fel funcționează multimetru 2 în poziția „A“ și setați limita (Figura 9.3.) „200 mA» măsurare, iar contorul 10 - în poziția «V» și setați limita de măsurare „20 V».
4. Porniți alimentarea cu energie a generatoarelor de tensiune și a multimetrelor. Faceți clic pe butonul "Instalare inițială". Tasta clapetei 7 a integratorului curent este setată la poziția "Resetare".
5. Setați curentul I1 = 6 mA în bobina primară folosind butoanele "Set tensiune 0 ... +15 V" a sursei de tensiune constantă.
6. Deschideți tasta de amortizare 7. Comutați 4 în poziția superioară, notând simultan citirea maximă a voltmetrului. Scrieți-o în Tabel. 9.2 (a se vedea formularul de raport). Transferați tasta 7 în poziția "Resetare".
7. Deschideți tasta de amortizare 7. Comutați 4 în poziția inferioară, notând simultan citirea maximă a voltmetrului. Scrieți-o în Tabel. 9.2. Transferați tasta 7 în poziția "Resetare".
8. Prin reglarea secvențială a valorilor curentului în trepte de la 2-3 mA la 20 mA și apoi în pași de 5-10 mA la 100 mA, măsurați conform par. 5, 6 pentru fiecare curent, citirile maxime ale voltmetrului și. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul. 9.2.
9. Opriți sursa de alimentare a generatoarelor de tensiune și a multimetrelor.
Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor
1. Calculați valoarea medie pentru fiecare curent.
2. Calculați constantele n1 și k. (9.1) și (9.9) utilizând valorile parametrilor de instalare și eșantionul studiat.
3. Pentru fiecare valoare curentă, calculați valorile H și B prin formulele (9.1) și (9.9).
4. Calculați permeabilitatea magnetică cu formula (0 = 4 10 -7 HN / m) pentru fiecare valoare a lui H. Rezultatele calculelor sunt scrise în Tabelul. 9.2.
5. Conform tabelului. 9.2 Pentru a construi curba principală de magnetizare B = f (H) și graficul funcției = g (H).
6. În concluzia lucrării se reflectă trăsăturile formei curbelor experimentale:
a) compara cursul curbei de magnetizare cu poziția maximului pe graficul = g (H);
b) compara curbele obtinute cu dependente teoretice si experimentale cunoscute.
7. Să emită un raport privind performanța activității în conformitate cu eșantionul atașat.
pentru munca de laborator
"Construcția curbei de magnetizare a unui feromagnet folosind metoda Stoletov"
Executorul: elevul (ka) gr ._____
Scurtă descriere a metodei de cercetare :.
Formule de calcul. (explicați cantitățile fizice care intră în formule și indicați numele lor în SI) ....