Исследование зависимости удельных объемного и поверхностного сопротивления диэлектриков от температуры и влажности. Исследование свойств пьезоэлектриков. Исследование магнитных характеристик ферритов и магнитодиэлектриков, страница 14

Потери в магнитодиэлектриках, как и потери в ферритах, оценивают по формуле (6.7).

Изучить основные высокочастотные параметры магнитодиэлектриков. Рассчитать по формуле (6.11) проницаемость сердечника катушки индуктивности № 14 (табл. 6.1), считая L_X = 0.48 мГн. Результаты расчета m_мд занести в отчет.

3. ВОПРОСЫ К ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ

1. Какие вещества относят к ферромагнетикам?

2. Объясните основные структурные особенности ферритов и различия в структуре нормальной и обращенной шпинели.

3. Объясните основные высокочастотные параметры ферритов.

4. Какие факторы в технологии определяют вероятностный характер параметров ферритов?

5. Какие материалы называют магнитодиэлектриками?

6. Как влияют размер и форма ферромагнетика на основные параметры магнитодиэлектриков?

7. Чем обусловлены высокие значения магнитной проницаемости ферритов?

8. Объясните, от каких факторов зависят потери в ферритах и магнитодиэлектриках.

9. Какими параметрами определяется допустимый частотный диапазон ферритов?

41

10. В чем различие параметров марганец-цинковых и никель-цинковых ферритов?

11. Как меняется диэлектрическая проницаемость ферритов с ростом частоты?

4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

4.1. Задание первое. Определить магнитную проницаемость и тангенс угла магнитных потерь ферритов. Построить их частотные характеристики.

Методические указания по выполнению первого задания

Высокочастотные параметры ферритов определяются на лабораторной установке, структурная схема которой изображена на рис. 6.2. Перед снятием экспериментальных данных следует подготовить к работе лабораторный стенд: переключатель S₁ установить в положение, отвечающее измерительной катушке индуктивности, задаваемой преподавателем.

 

Рис. 6.2. Структурная схема лабораторной установки: 1 – измеритель добротности Е4 – 7; 2 – термокамера.

42

Измеряемая катушка индуктивности подключается к гнездам “L” измерителя добротности, а частота настройки высокочастотного генератора кумметра фиксируется по шкале генератора. Установив частоту генератора, соответствующего рабочей частоте феррита, изменением емкости образцового конденсатора С_Х настраивают контур в резонанс и по максимуму отклонения стрелки “Q” определяют действующее значение добротности Q. Действующее значение индуктивности L_X и сопротивление потерь r_X находят по формулам (6.8). Следует учесть, что при расчете магнитной проницаемости и тангенса угла магнитных потерь подставляют значения L_X^/ и r_X^/  с учетом поправки на собственную емкость

L_X^/ = L_X × (1 - w²L_XC_L) ,                   (6.14)

r_X^/ = r_X × (1 - 2w²L_XC_L) .                   (6.15)

Необходимую для введения поправки собственную емкость обмотки C_L, если магнитная проницаемость образца не зависит от частоты, определяют путем измерения индуктивностей L₁ и L₂ при двух близких частотах w₁ и w₂ по формуле

C_L = (L₂ – L₁) / L₂  × L₁ × (w₂² - w₁¹) .              (6.16)

Тогда выражения для магнитной проницаемости сердечника и тангенса угла магнитных потерь принимают следующий вид:

m^/ = 250 × L_X^/ × (D₁ + D₂) / N² × h × (D₁ – D₂) ,     (6.17)

tgd = (r_X^/ - r₀) / wL_X = 1 / Q – r₀^/ / wL_X^/ ,            (6.18)

где r₀^/ - активное сопротивление обмотки, измеряемое при постоянном токе с учетом поправки на влияние поверхностного эффекта при заданной частоте, т.е.

43

r₀^/ = K_w × r₀                                            (6.19)

где r₀ – сопротивление обмотки на постоянном токе в ОМ, значения которого для различных сердечников сведены в табл.6.1;

K_w - поправочный коэффициент на влияние поверхностного эффекта, который зависит от частоты и марки провода и определяется в приложении 1. Этот коэффициент близок к единице K_w » 1 на частотах f < 500 кГц и на частотах f > 500 кГц его необходимо учитывать. При намотке катушек № 1, 2, 5, 9, 10, 13, 15 – 24, использовался провод ПЭЛ с диаметром 0.23 мм, а для остальных катушек литцендрат ЛЭШО 0.07´16 с диаметром всего провода 0.5 мм. После определения L_X^/, r₀^/, Q рассчитываются по формулам (6.17 – 6.18) значения m и tgd, отношение tgd / m. Расчет выполнить по программе с помощью ЭВМ “Электроника МС0585”. Провести исследование частотных зависимостей m(f) и tgd(f) этого же сердечника в соответствующем диапазоне частот с равномерным интервалом по частоте, включающим не менее десяти точек. Изобразить графики зависимостей m(f) и tgd(f).