Исследование характеристик магнитных сердечников при синусоидальных перемагничивании их в 2 режимах (работа с симметричным и несимметричным намагничивающим током)

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ  РФ

КАЗАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

по курсу  «Магнитные элементы электронных устройств»

Тема:Исследование характеристик магнитных сердечников

                                                    Выполнил:

                                                                 студент группы ВПЭ-1-05

                                                                 Ахмадуллин А.М.

                                                                 Преподаватель:

Чупанов Д.О.

Казань. 2010 г.

Лабораторная работа № 1

Исследование характеристик магнитных сердечников

Цель работы: Исследование характеристик сердечников при синусоидальных перемагничивании их в 2 режимах:

а) работа с симметричным намагничивающим током.

б) работа с несимметричным намагничивающим током.

Исследуется тороидальные сердечники, обладающие различным видом петли гестерезиса:

- сердечник №1, ферритовый, с нелинейной петлей гестерезиса

- сердечник №2, никель-марганцевый феррит со слабо выраженной прямоугольностью,

- сердечник №3, ленточный витой электротехнической стали с прямоугольной петлей гистерезиса.

1. Падение напряжения на резисторе R₁ пропорционален току в первичной обмотке, а следовательно и напряженность магнитного поля в тороиде.

U_x=J₁×R₁= R₁/n×H => H= U_x×n/R₁= U_x ×w/R₁×I_cp 

n-число витков первичной обмотки на единицу длины тороида.

Н= n×j₁- напряженность магнитного поля в тороиде, созданного током J₁

2. U₂ ≈ dB/dt

ЭДС индукции  вторичной обмотки.

Е = - w₂×S×dB/dt

S- площадь сечения тороида.

w₂ - число витков вторичной обмотки.

Уравнение для этой цепи по 2 правилу Кирхгофа, пренебрегая самоиндукцией вторичной обмотки.: Е = U_с+J×R₁, где U_с= U_у = g/C=1/C×∫J×dt

U_с - напряжение на конденсаторе.

g – заряд конденсатора.

Е= J₁×R₂= - w₂× S×dB/dt.

J =- w₂× S/ R₂×dB/dt

Напряжение, подаваемое на вертикальный усилитель осциллографа.

U_с= U_у= -w₂× S/ R₂×С×∫dB/dt×dt=- w₂× S/ R₂×С×∫dB= w₂× S/ R₂×С×B => В=- U_у×R₂×С/ w₂× S

3. Потери на гистерезис:

Р_г=f×v×ǾH×dB, где ǾH×dB – площадь предельной петли гистерезиса, f-частота переменного напряжения, v – объем сердечника.

Вг		Нm		Uх		Uу		час
+	─	+	─	+	─	+	─
220	-200	15,5	-15	7	-6	220	-200	250
340	+20	16	17	6	-10	320	-380	200

1 вариант: Н= U_x×w/R₁×Lср, w=60

Lср=2×3,14×R_ар, где R_ар=R₁× R₂/2=2,5×2000/2=1001,25

Lср=2×3,14×1001,25=6287,85

Н₊=60×7/2,5×6287,85=0,026

Н_─=60×6/15719,63=0,023

В=- U_у×R₂×С/w₂×S

S=n×(R₂─R₁)=10^-3×4×(2000-2,5)=7,99

В₊=220×2000×0,5×10^-6/20×7,99=-0,0014

В_─=200×2000×0,5×10^-6/20×7,99=-0,0012

V=S×Lср=6287,85×7,99=50240

ǾH×dB=n×d=4×10-3×15=0,06

Р_г=f×v×ǾH×dB=50240×0,06×250=753600

2 вариант: