Описание лабораторной установки

Функциональная схема установки приведена на рис. 3.

Рис.3. Схема лабораторной установки

Установка состоит из тороидального образца ферромагнитного материала ФМ (пермаллоя) с двумя обмотками W₁ и W₂, электронного осциллографа ЭО типа Cl-20, звукового генератора ЗГ типа ГЗ-53. Резисторы R₁, R₂, конденсатора С и испытуемый ферромагнитный материал ФМ помещены в отдельном металлическом корпусе, представляющем собой испытательный стенд, а электрические соединения этих элементов выполнены согласно рис. 3. Выводы для подключения звукового генератора и осциллографа расположены на мнемосхеме, лицевой панели корпуса стенда.

На вход горизонтального усилителя осциллографа подается напряжение Uр, снимаемое с резистора R1. Это напряжение пропорционально току I₁, в первичной обмотке W₁, следовательно, и напряженности магнитного поля Н согласно выражению

(6)

где 2*π*r_ср - средняя длина силовой линии магнитного поля кольцевого сердечника, следовательно, r_ср - средний радиус исследуемого пермаллоевого сердечника, W₁ - число витков первичной обмотки.

На вход вертикального усиления подается напряжение U_с конденсатора С интегрирующей цепочки R₂C. При этом напряжение на ёмкости будет равно

(7)

где I₂ - ток в обмотке W₂.

Во вторичной обмотке под действием переменного магнитного поля наводится э.д.с. е₂:

(8)

где W₂ - числе витков вторичной обмотки, S – сечение ферромагнитного сердечника, В – магнитная индукция.

Тогда, при условии R, величина тока I₂, будет определяться только активный сопротивлением:

(9)

Следовательно, согласно выражению (7) напряжение U_С, подаваемое на вертикальный вход осциллографа, равно:

(10)

т.е. напряжение U_с пропорционально индукции В в образце. Таким образом, при одновременном приложении синусоидального напряжения U_R и вторичного напряжение U_C на экране осциллографа получится динамическая петля гистерезиса.