Исследование динамических характеристик магнитных материалов. Семейство петель гистерезиса при изменении Hm, страница 4

Методом спекания получают магниты и из магнитотвёрдых ферритов.

Практическое значение имеют ферриты бария и стронция. По своей природе они обладают низкой магнитной индукцией, но чрезвычайно большой коэрцитивной силой. Магнитную мощность бариевого феррита можно увеличить в 3-4 раза, если в процессе прессования магнита воздействовать на порошок сильным магнитным полем.

Достоинства магнитотвердых ферритов перед другими магнитотвердыми материалами:

Ø отсутствие в составе соединений дефицитных материалов;

Ø возможность изготовления ферритов по безотходной технологии методами порошковой металлургии;

Ø высокие значения коэрцитивной силы обеспечивают возможность применения магнитов в открытых магнитных цепях и возможность изготовления многополюсных магнитов без геометрически выраженных полюсов;

Ø высокая структурная и магнитная стабильность;

Ø высокое удельное электросопротивление.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Осциллографический метод исследования магнитных материалов на переменном токе удобен тем, что позволяет визуально наблюдать динамические петли гистерезиса, а также производить измерение магнитных характеристик в широком диапазоне частот.

Измерение производится на переменном токе, поэтому на экране осциллографа получается динамическая петля гистерезиса, ширина которой больше ширины статической за счет дополнительных потерь на вихревые токи.

Форма петли гистерезиса (при сравнительно невысоких частотах - лишь ширина петли) зависит от частоты напряжения, при которой производятся исследования, а также и от величины тока, так как с увеличением тока повышается скорость его изменения при переходе через нуль, что эквивалентно увеличению частоты. При измерении на низких частотах образцов, собранных из тонких листов, динамическая петля мало отличается от статической.

Основным преимуществом осциллографического метода является упрощение и ускорение измерения образцов в тех условиях (частота, величина тока и т.д.), в которых они будут эксплуатироваться.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Схема установки для определения магнитных характеристик осциллографическим методом приведена на рис.2.

Рис. 2.   Схема лабораторной установки

Установка состоит из двухлучевого осциллографа С1-83, на вход вертикального отклонения одного из каналов которого У подастся напряжение с выхода интегрирующей цепочки, а на вход горизонтального отклонения Х того же канала - напряжение U₁, пропорциональное намагничивающему току I₁. Намагничивающий ток можно изменять с помощью регулятора напряжения - лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) и измерять миллиамперметром mA. Объект исследования - прямоугольный магнитопровод с намагничивающей обмоткой с числом витков W₁ и измерительной с числом витков W₂. В измерительной обмотке возбуждается ЭДС, действующее значение которой Е₂ измеряется вольтметром V.

Ток, проходящий по первичной обмотке, равен

                            (2)

где l_cp - длина средней магнитной силовой линии магнитного образца, (l_cp=0,084 м);

W₁ - число витков намагничивающей катушки, (W₁=5200);

H - мгновенное значение напряженности магнитного поля в образце, (А/м).

Тогда напряжение на образцовом сопротивлении R₁ будет равно

                  (3)

т.е. напряжение, подаваемое на вход горизонтального отклонения луча осциллографа, пропорционально мгновенным значениям напряжённости магнитного ноля.

При пропускании по первичной обмотке исследуемого образца ферромагнитного сердечника переменного тока i₁ во вторичной обмотке наводится ЭДС е₂, определяемая выражением

               (4)

где W₂ - число витков вторичной обмотки, (W₂=290);

Ф - мгновенное значение магнитного потока в магнитопроводе;

В - мгновенное значение индукции в магнитопроводе;