Снятие кривой намагничивания и определение характеристик ферромагнетика

Страницы работы

Содержание работы

Цель работы: снятие кривой намагничивания и определение характеристик ферромагнетика.

Приборы и принадлежности: электронный осциллограф, миллиамперметр, трансформатор, два магазина сопротивлений, потенциометр, конденсатор, ключ, автотрансформатор.

Порядок выполнения работы:

1. Градуировка осциллографа

1)    Включите осциллограф, сфокусируйте луч и выведите его на и   середину экрана.

2)  На клеммы  «вход Y» и «вход  X» подайте напряжение Uх и Uy.

3)  С помощью ручек "усиление по X", "усиление по Y" добейтесь того, чтобы петля гистерезиса имела участок насыщения, а координаты ее вершин были максимальными.

4)    Отключите от   осциллографа напряжение Uу. Тогда на экране получим   горизонтальную прямую длиной Uх. Сделав ток максимальным, запишите показание миллиамперметра, то есть эффективные значения тока и напряжения, Вычислите амплитудные значения

i1 max =  * i1, Ux max = R1* i1 max =  * R1* i1

Подсчитайте цену деления шкалы осциллографа вдоль оси X: α = 2 Ux max / lx = 2 *  * R1* i1 / lx

5) Установите ручку "ослабление Y" в положение 1:100. Отключите напряжение Uх клемм "вход X" подключите его к клеммам "вход у". Это необходимо сделать потому, что чувствительность осциллографа по Y значительно больше, чем по X. С помощью потенциометра подберите минимальный ток. Измерьте длину отрезка lу вертикальной прямой. Вычислите амплитудное значение i1 max и напряжение Uy

i1 max =  * i, Uy max = R1* i *

Подсчитать цену деления вдоль оси Y: β =  * 2 * R1* i / 100 ly

Данные градуировки по X и Y занесите в таблицы

2. Снятие кривой намагничивания

1)  После градуировки   приведите схему в исходное состояние, то есть напряжение Uх от схемы подайте на "вход X", а напряжение Uу на "вход у".

2)  Потенциометром установите    напряжение, чтобы петля была максимальной на экране осциллографа.

3)  Переведите движок в новое    положение, уменьшая подаваемое напряжение до тех пор, пока петля не достигнет своей минимальной величины.

4)  Увеличивая ток от минимума до максимума, снимите координаты вершин и занесите в таблицу

5)  Подсчитайте постоянные прибора С1 и С2 но формулам (7) и (8), цену деления шкалы осциллографа  α и β .

6) Вычислите магнитные индукции и напряженность Н: В0 = С1 * αх, В = С2 * βy, H = В0 / μ0, а также магнитную проницаемость μ = В / В0

7) По данным таблицы постройте кривые намагничивания В0 = f(В0), μ = f(В0)

3. Определение коэрцитивной силы  Нс  и остаточной намагниченности ферромагнетика jг

1) Получите на осциллографе петлю гистерезиса, соответствующую максимальному току i1. Запишите координаты точек пересечения петли с координатной сеткой экрана и по ним вычертите на миллиметровой бумаге петлю гистерезиса, особо выделите координаты пересечения петли с осями X и Y .

2) Вычислите остаточную индукцию Br = С2 * β * jг, а затем остаточную намагниченность jг = Br / μ0

3) Вычислите коэрцитивную силу  Нс = Bx / μ0, Bx = α* C1* xk

Постоянные прибора:

R1=200 Ом

R2=80 Ом

С=10-5 Ф

S=0,4 см2

N2=200 витков

n1=5 * 104 м–1

Ход работы:

Таблица 1

i1, A

lx, мм

Ux, B

α, B/м

0,005

12

0,5

0,235

Таблица 2

i, A

ly, мм

Uy, B

β, B/м

0,002

8

0,2

0,0014

Найдём амплитудные значения i1 max, Ux max, Uy max, цену деления вдоль оси x и y α, β:

i1 max =  * 0,005 = 0,007 A, Ux max = * 200 * 0,005 = 1,41 B, Uy max =  * 200 * 0,002 = 0,57 B

α = 2 *  * 200 * 0,005 / 12 = 0,235 B/м , β = 2 *  * 200 * 0,002 / 100 * 8 = 0,0014 B/м

Таблица 3

№ опыта

i1, мA

y, мм

x, мм

B, Tл

B0, Tл

H, A/м

μ

1

0,1

8

6

1,12*10-3

4,371*10-4

348,01

2,562

2

0,2

14

8

1,96*10-3

5,828*10-4

464,01

3,363

3

0,3

20

12

2,8*10-3

8,742*10-4

696,02

3,203

4

0,5

22

16

3,08*10-3

1,166*10-3

928,34

2,642

5

0,8

24

20

3,36*10-3

1,457*10-3

1160,03

2,306

6

1,2

28

30

3,92*10-3

2,185*10-3

1739,65

1,794

7

2

30

40

4,2*10-3 

2,914*10-3

2320,06

1,441

Найдём постоянные прибора C1, C2:

С1 = μ0n1 / R1 = 4 * 3,14 * 10-7 * 5 * 104 / 200 = 3,1 * 10-4 Ф

С2 = R2C / N2S = 80 * 10-5 / 200 * 0,4 * 10-4 = 0,1 Ф

Вычислим магнитные индукции и напряжённостьВ0, В, Н:

В0 1 = 3,1 * 10-4 * 0,235* 6 = 4,371*10-4 Tл                В1 = 0,1 * 0,0014* 8 = 1,12*10-3  Тл

В0 2 = 3,1 * 10-4 * 0,235 * 8 = 5,828*10-4 Tл               В2 = 0,1 * 0,0014* 14 = 1,96*10-3

В0 3 = 3,1 * 10-4 * 0,235* 12 = 8,742*10-4 Tл              В3 = 0,1 * 0,0014* 20 = 2,8*10-3  

В0 4 = 3,1 * 10-4 * 0,235* 16 = 1,166*10-3 Tл              В4 = 0,1 * 0,0014* 22 = 3,08*10-3

В0 5 = 3,1 * 10-4 * 0,235* 20 = 1,457*10-3 Tл              В5 = 0,1 * 0,0014* 24 = 3,36*10-3

В0 6 = 3,1 * 10-4 * 0,235* 30 = 2,185*10-3 Tл              В6 = 0,1 * 0,0014* 28 = 3,92*10-3

В0 7 = 3,1 * 10-4 * 0,235* 40 = 2,914*10-3 Тл              В7 = 0,1 * 0,0014* 30 = 4,2*10-3  Тл

Н1 = 4,371*10-4 / 4 * 3,14 * 10-7 = 348,01 A/м            Н2 = 5,828*10-4 / 4 * 3,14 * 10-7 = 464,01 A/м

Н3 = 8,742*10-4 / 4 * 3,14 * 10-7 = 696,02 A/м             Н4 = 1,166*10-3 / 4 * 3,14 * 10-7 = 928,34 A/м

Н5 = 1,457*10-3 / 4 * 3,14 * 10-7 = 1160,03 A/м           Н6 = 2,185*10-3 / 4 * 3,14 * 10-7 = 1739,65 A/м

Н6 = 2,914*10-3/ 4 * 3,14 * 10-7 = 2320,06 A/м

А также магнитную проницаемость μ:

μ1 = 1,12*10-3/4,371*10-4 = 2,562                             μ5 = 3,36*10-3/1,457*10-3 = 2,306

μ2 = 1,96*10-3/5,828*10-4 = 3,363                             μ6 = 3,92*10-3/2,185*10-3 = 1,794

μ3 = 2,8*10-3/8,742*10-4 = 3,203                               μ7 = 4,2*10-3 /2,914*10-3 = 1,441

μ4 = 3,08*10-3/1,166*10-3 = 2,642

μ

 

B0

 

B0

 

B

 

                   

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
79 Kb
Скачали:
0