Изучение явления гистерезиса ферромагнитных материалов. Балабина Г.В - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГТУ им. Баумана | Москва

Составители: 

Рубрика: 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
А. Изучение гистерезиса ферромагнитных материалов с помощью осциллографа
Описание установки и метода измерений
Принципиальная схема лабораторной установки изображена на рис.7. Исследуемым образ-
цом является сердечник тороидального трансформатора с двумя обмотками. Первичная об-
мотка тороида, содержащая N
1
витков, запитывается от генератора звуковой частоты (ГЗ) че-
рез резистор R
1
переменным током I
Л
. Вторичная обмотка тороида, имеющая N
2
витков, по-
следовательно соединена c резистором R
2
конденсатором C .
На горизонтально отклоняющие пластины осциллографа c резистора R
1
подается напряжение
U
x
, пропорциональное напряженности магнитного поля H, а на вертикально отклоняющие
пластины с конденсатора С подается напряжение U
y
пропорциональное индукции магнитно-
го поля B . Действительно, напряженность Н в тороиде (при условии, что радиус витка об-
мотки меньше радиуса тороида: r
B
<< r
T
):
H=(N
1
/2πr
T
) I
1
(8)
Так как падение напряжения на резисторе R
1
U
x
=J
1
R
1
c учетом (8) имеем
U
x
=(2πr
T
/ N
1
) R
1
H.
(9)
Следовательно, на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа подается напряже-
ние U
x
, пропорциональное напряженности поля H.
Значение U
x
можно определить, если известен коэффициент отклонения электронного луча
осциллографа по горизонтальной оси b
x
(равный обратной величине чувствительности):
U
x
=
b
x
x
,(10)
где x- смещение электронного луча по горизонтальной оси Х. Тогда напряженность магнит-
ного поля Н может быть выражена равенством:
H=(N
1
/ 2πr
T
R
1
)U
x
=N
1
b
x
x/ 2πr
T
R
1
. (11)
Во вторичной обмотке тороида источником тока является ЭДС индукции
ε
i
. Соглаcно зако-
ну Фарадея
ε
εε
ε
i
= -N
2
dΦ/dt = -N
2
(dB/dt)S
,(12)
где Φ - поток вектора магнитной индукции B через один виток;
S - площадь поперечного сечения тороида.
Для вторичной обмотки тороида по закону Ома, получаем
ГЗ
Осциллограф
X
Y
C
N
2
R
2
N
1
R
1
1
1
2
2
Рис. 7
                         ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
   А. Изучение гистерезиса ферромагнитных материалов с помощью осциллографа

                         Описание установки и метода измерений
Принципиальная схема лабораторной установки изображена на рис.7. Исследуемым образ-
цом является сердечник тороидального трансформатора с двумя обмотками. Первичная об-
мотка тороида, содержащая N1 витков, запитывается от генератора звуковой частоты (ГЗ) че-
рез резистор R1 переменным током IЛ. Вторичная обмотка тороида, имеющая N2 витков, по-
следовательно соединена c резистором R2 конденсатором C .
На горизонтально отклоняющие пластины осциллографа c резистора R1 подается напряжение
Ux , пропорциональное напряженности магнитного поля H, а на вертикально отклоняющие
пластины с конденсатора С подается напряжение Uy пропорциональное индукции магнитно-
го поля B . Действительно, напряженность Н в тороиде (при условии, что радиус витка об-
мотки меньше радиуса тороида: rB << rT):
                                 H=(N1 /2πrT ) I1                               (8)
Так как падение напряжения на резисторе R1 Ux=J1R1 c учетом (8) имеем
                                  Ux=(2πrT/ N1) R1H.
       (9)
Следовательно, на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа подается напряже-
ние Ux , пропорциональное напряженности поля H.

                                                             Осциллограф
               2 2

                             N1           N2
      ГЗ
                                                        R2
               1 1
                                                                      X

                        R1                 C                      Y




                                      Рис. 7
Значение Ux можно определить, если известен коэффициент отклонения электронного луча
осциллографа по горизонтальной оси bx (равный обратной величине чувствительности):
                                       Ux=bxx ,                                     (10)
где x- смещение электронного луча по горизонтальной оси Х. Тогда напряженность магнит-
ного поля Н может быть выражена равенством:
                                H=(N1/ 2πrTR1)Ux=N1bxx/ 2πrTR1.                     (11)
Во вторичной обмотке тороида источником тока является ЭДС индукции εi . Соглаcно зако-
ну Фарадея
                                εi= -N2dΦ/dt = -N2(dB/dt)S,                         (12)
где Φ - поток вектора магнитной индукции B через один виток;
S - площадь поперечного сечения тороида.
Для вторичной обмотки тороида по закону Ома, получаем

Страницы