2018-02-23
442Лабораторная работа №11
Выполнил:
Студент группы 402
Ацапин Максим
Владимирович
Цель работы: исследовать явление магнитного гистерезиса, зарегистрировать кривую намагничивания ферромагнитного образца и определить потери энергии на перемагничивание.
Приборы и принадлежности: лабораторный стенд для наблюдения петли гистерезиса, двухканальный осциллограф, генератор, соединительные провода.
Краткая теория:
В общем случае вектор магнитной индукции в среде связан с напряженностью магнитного поля соотношением
,
где m0 = 4pЧ10–7 Гн/м - магнитная постоянная; m- магнитная проницаемость среды (m = 1 для вакуума). Магнитная индукция в среде определяется индукцией в вакууме и намагниченностью среды:
,
где J - вектор намагничивания, равный магнитному моменту единицы объема магнетика.
,
где c - магнитная восприимчивость среды
.
.
Зависимость намагниченности от напряженности внешнего магнитного поля для пара- и диарамагнетиков.
Зависимость магнитная проницаемости ферромагнетика от напряжённости магнитного поля.
|
|
|
Петля гистерезиса.
Практическая часть:
Схема установки для наблюдения петли гистерезиса.
Ток, создаваемый генератором Г в первичном контуре, возбуждает в намагничивающей обмотке L 1 переменное магнитное поле напряжённостью:
,
где i 1 – мгновенное значение силы тока, N - число витков в обмотке L 1; l – эффективная длина тороидального ферромагнитного магнитопровода трансформатора T.
Графическое представление работы намагничивания (а) и перемагничивания (б) ферромагнетика.
Мощность потерь:
где V - объем образца, v- частота.
Объем образца:
V = l×S
где S - сечение сердечника тороида, а l - его длина.
Потери для всей петли гистерезиса:
где 
Упражнение 1. Снятие кривой намагничивания.
R1 = 30 Ом
R2 = 300 кОм
N = 100 Витков
Z = 1000 Витков
С = 1,0 мкФ
L = 0,11 м
S = 0,0758×10-3 м2
| UX, В ±0,1 | 0,49 | 0,45 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,10 | 0,05 |
| UY, ×10-3В ±0,1 | 6,4 | 6,2 | 6,0 | 5,8 | 5,4 | 5,0 | 4,4 | 3,4 | 2 | 1 |
| H, А/м ±0,1 | 14,85 | 13,63 | 12,12 | 10,60 | 9,09 | 7,57 | 6,06 | 4,54 | 3,03 | 1,51 |
| B, ×10-3 А/м ±0,1 | 24,45 | 23,68 | 22,92 | 22,16 | 20,63 | 19,10 | 16,81 | 12,99 | 7,64 | 3,82 |
|
|
|
Упражнение 2. Определение потерь на перемагничивание с использованием петли гистерезиса.
m = 721 мм2 n = 4366 мм2
HМ = 14,85±0,1 А/м
BМ = (24,45±0,1)×10-3 А/м
Wn = HМBМm/n
Wn = (59,96±1,1)×10-3 Дж/м3
P = WnvV
P = (1,55±1,1))×10-4 Вт
