Построение петли магнитного гистерезиса

1. Цель работы: Научиться строить по измеренным результатам петлю магнитного гистерезиса.

 

2. Перечень приборов:

1. Источник переменного тока – 30 В.

2. Миллиамперметр – 1 шт.

3. Милливеберметр – 1 шт.

4. Схема (магазин сопротивлений, катушка со сталью) – 1 шт.

5. Перекидной ключ – 1 шт.

 

3. Порядок выполнения работы:

1. Определить размещение приборов на столе.

2. Собрать эл. схему цепи (рисунок 1).

3. Определить ЦД приборов.

4. Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.

5. Ознакомиться с ходом выполнения работы.

 

6. Участок ОА: (начальная кривая намагничивания) рисунок 2.

 

Первая точка. Тумблеры S1, S2, S3, S4, S5 отключены:

Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3 - 5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

Сбросить показания милливеберметра на нуль (кнопкой установки нуля);

Записать показания миллиамперметра в таблицу 1

Переключить перекидной ключ из правого положения в левое.

Записать показания милливеберметра в таблицу 1 (умножив на постоянную x 12 * 10 ^-5 Wb)

 

Вторая точка. Тумблер S5 включен (положение S1, S3, S4, S2 отключены);

Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое) и оставить его в таком положении;

Сбросить показания милливеберметра на нуль (кнопкой установки нуля);

Переключить перекидной ключ из правого положения в левое.

Записать показания милливеберметра в таблицу 1.

 

Третья точка. Тумблеры S4, S5 включены, а S1, S2, S3 отключены.

Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое) и оставить его в таком положении;

Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

Переключить перекидной ключ из правого положения в левое.

Записать показания милливеберметра в таблицу 1, умножив на x 12*10^-5 Wb.

 

Четвёртая точка. Тумблеры S2, S4, S5 включены, S1, S3 отключены:

Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое) и оставить его в правом положении;

Сбросить показания милливеберметра на нуль (кнопкой установки нуля);

Переключить перекидной ключ из правого положения в левое.

Записать показания милливеберметра в табл. 1, умножив на x12*10^-5 Wb.

 

Пятая точка. Тумблеры S1, S2, S4, S5 включены, S3 отключен.

Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое) и оставить его в правом положении;

Сбросить показания милливеберметра на нуль, кнопкой установки на нуль;

Переключить перекидной ключ из правого положения в левое.

Записать показания милливеберметра в табл. 1, умножив на x12*10^-5Wb

Для данного участка расчёт магнитной индукции и напряжонности магнитного поля производится по формулам:

 

. ; ; ;

где: α – показания милливеберметра;

   S = 1 см² – поперечное сечение стержня;

   W2 – 30 витков; W1 – 500 витков;

    12*10^-5 Wb – постоянная милливеберметра;

    l – длина средней линии = 16 см.

 

7. Участок АБ. (участок размагничивания) рис. 2.

Первая точка. Тумблеры S3, S2, S4, S5 включены, S1 отключен:

Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в таком положении).

Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля.

Отключить тумблер S3, записать показания милливеберметра и амперметра в табл.1.

Вторая точка. Тумблеры S1, S3, S4 включены, S1, S2 отключены.

а) Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля.

в) Отключить тумблер S3, записать показания милливеберметра в таблицу 1.

 

Третья точка. Тумблеры S3, S5 включены, S1, S2, S4 отключены.

а) Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

в) Отключить тумблер S3. Записать показания милливеберметра в таблицу 1.

 

Четвёртая точка. Тумблер S3 включён, S5, S4, S2, S1 отключены:

а) Включить тумблер S1. Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

в) Отключить тумблер S1. Записать показания милливеберметра.

 

Пятая точка. Тумблеры S1, S2, S3, S4, S5 отключены:

а) Перекидной ключ S6 установлен в нейтральное положение (ток в цепи равен нулю);

б) Записать в таблицу показания миллиамперметра I=0;

в) Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом (перекидной ключ 3-5 перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

г) Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

д) Установить перекидной ключ в нейтральное положение. Записать показания милливеберметра в табл.1.

Для данного участка расчёт магнитной индукции производится по формуле №1, а напряжение магнитного поля по формуле №2:

1. ;                      2.

где:

B_m – максимальное значение индукции (точка А).

C_ф=12*10^-5 – постоянная милливеберметра

W₂ – 30 витков;          W₁ – 500 витков;

S=I см²;             l =16 см.

α - показания милливебереметра.

 

8. Участок БC

 

Первая точка. Тумблеры S2, S3, S4, S5 отключены:

а) Включить тумблер S3. Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

в) Отключить тумблер S1. Переключить перекидной ключ из правого положения в левое. Записать показания милливеберметра в таблицу 1.

 

Вторая точка. Тумблеры S3, S5 включены. S4, S2, S1 отключены:

а) Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

в) Отключить тумблер S3. Переключить перекидной ключ из правого положения в левое. Записать показания милливеберметра в таблицу 1.

 

Третья точка. Тумблеры S3, S5, S4 включены, S2, S1 отключены:

а) Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

в) Отключить тумблер S3. Переключить перекидной ключ из правого положения в левое.

Записать показания милливеберметра в таблицу 1.

 

Четвёртая точка. Тумблеры S3, S5, S4, S2 включены, тумблер S1 отключён:

а) Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля;

в) Отключить тумблер S3. Перекидной ключ перевести из правого положения в левое. Записать показания милливеберметра в таблицу 1.

Пятая точка. Тумблеры S1, S2, S3, S4, S5 включены:

а) Произвести магнитную подготовку образца перекидным ключом S6 (перекидной ключ 3-5 раз перевести из правого положения в левое и оставить его в правом положении);

б) Сбросить показания милливеберметра на нуль кнопкой установки нуля. Выключить тумблер S1;

в) Переключить перекидной ключ из правого положения в левое. Записать показания милливеберметра.

Расчёт магнитной индукции для данного участка производится по формулам:

;               

Участок СД.

Для построения участка СД используются данные участка АБ

Участок ДА.

Для построения участка ДА используются данные участка БС.

Сделать вывод.

Петлю магнитного гистерезиса строить в масштабе на миллиметровой бумаге.

Таблица № 1.

№

Участок ОА

Участок АБ

Участок БО

I

Ψ

B

H

α

I

Ψ

B

H

α

I

Ψ

B

H

α

A

Вб

T

A/M

A

Вб

T

A/M

A

Вб

T

A/M

1.

2.

3.

4.

5.

 

 

Рисунок 1

4. Контрольные вопросы:

1. Объясните физическую сущность явления магнитного гистерезиса.

2. Почему при перемагничивании ферромагнитные материалы нагреваются?

3. Что такое кривая начального намагничивания?

4. В чём состоит различие магнитных свойств магнитотвёрдых и магнитомягких материалов?

5. Назовите области применения магнитотвёрдых и магнитомягких материалов.

Рисунок 2