Принципиальная схема установки и порядок измерений

Принципиальная схема установки изображена на рисунке 4.1

R₁ - реостат для регулирования тока в намагничивающей обмотке образца;

A ₁ - амперметр для измерения тока в намагничивающей обмотке образца;

П - переключатель направления тока;

A₂ - амперметр для регулирования тока в размагничивающей цепи;

K₂ - ключ, замыкающий накоротко размагничивающую цепь;

Обр.- исследуемый образец;

W₁ - намагничивающая обмотка образца;

W₂ - измерительная обмотка образца;

mA - микроамперметр (гальванометр);

K₁ - ключ для включения измерительной цепи;

K₄ - ключ для закорачивания цепи рамки гальванометра.

Рисунок 4.1

Рисунок 4.2 - Построение основной кривой намагничивания

 

Измерение остальных точек кривой индукции проводится точно так же.

Измеренная таким образом кривая индукции (ступенчатая), только с известным приближением, может характеризовать свойства материала. Поэтому обычно для определения основной кривой индукции применяют коммутационный метод измерения.

Основной кривой индукции называют кривую, совпадающую с геометрическим местом вершин симметричных петель гистерезиса с изменяющимся от 0 до насыщения амплитудным значением магнитной индукции. Определение точек основной кривой на предварительно размагниченном образце начинают с меньших значений напряженности поля: в противном случае после каждой точки пришлось бы производить размагничивание.

Измерение точки основной кривой индукции проводят в следующем порядке:

1) На все время измерений замыкают ключ К₂. Переключатель П ставят в положение 2 и при помощи реостатов R₁, по амперметру А₁, устанавливают ток (поднимая его от нуля), необходимый для получения первого значения напряженности намагничивающегося поля. После установки тока проводят коммутирование направления тока, необходимое для стабилизации магнитного состояния образца. Коммутирование заключается в 10 - 15 кратных переключениях направления тока при неизменной величине в намагничивающей обмотке образца W₁. После коммутирования переключатель П оставляют в положении 2, замыканием ключа К₁ включают в цепь миллиамперметр и при перебрасывании переключателя в положение 1 отмечают отброс на шкале.

Такое измерение величины отброса миллиамперметра при неизменной величине намагничивающего тока приводят 2 - 3 раза. Если проведенная подготовка (стабилизация) была достаточной, то величины исследуемых отбросов совпадут. При несовпадении повторных отклонений проводят коммутирование дополнительное до тех пор, пока отклонения не будут одинаковыми. Величину магнитной индукции в Тл в образце находят по формуле (4.5).

После определения отброса, соответствующего первой измеряемой точке кривой, миллиамперметр отключается и при помощи реостатов R₁, по амперметру А₁ устанавливается второе значение тока, соответствующее большему значению напряженности поля Н_2; проводят коммутирование и измеряют величину второго отброса. По формуле 4.5) вычисляется следующее значение индукции В₂. Затем операция повторяется для третьей точки и т.д. до тех пор, пока не будет определена индукция для всех намеченных значений напряженности поля. Полученные результаты заносятся в таблицу.

2) При определении точек петли гистерезиса обычно измеряют только одну ее половину АВ₂СА₁ в соответствии с рисунком 4.3, поскольку соответствующие точки второй половины отличаются только знаками индукции и напряженности поля при той же абсолютной величине.

 

Рисунок 4.3 - Построение петли гистерезиса

 

При измерениях пользуются несколькими различными приемами для определения участка АВ₂ , где напряженность поля положительна и участка В₂СА₁, где она отрицательна. Измерения на участке АВ₂ начинают с точки А (с координатами Вм и Нм), для чего при положении 1 переключателя П и замкнутом ключе К₂ реостатом R₁ устанавливают намагничивающий ток, соответствующий максимальной напряженности намагничивающегося поля (обычно это последняя измеренная точка основной кривой индукции; петля гистерезиса может быть определена так, чтобы ее вершина совпадала с любой точкой основной индукции). Затем ключ К₂ размыкают и при помощи реостата R₂ по амперметру А₂ устанавливают значение тока, соответствующее напряженности намагничивающего поля несколько меньше, чем точка Н₁ в соответствии с рисунком 4.4.

 

Рисунок 4.4- Зависимость В= f(Н) при Н↓0

 

После этого ключ К₂ замыкают, производят коммутирование тока, соответствующего напряженности поля Нм, и оставляют переключатель П в положении 1.

Включают миллиамперметр и отмечают отброс стрелки при замыкании ключа К₂ . Величина отброса пропорциональна разности индукции В_м―В₁, рассчитываемой по формуле:

В_м―В₁= . (4.6)

Индукцию В₁ легко определить, так как В_м известно из измерения основной кривой индукции. Аналогичным способом определяют следующую точку В₂, соответствующую напряженности намагничивающего поля Н₂ Н₁. Точка остаточной индукции образца В₂ получается при включении переключателя П из положения 1 в нулевое. Измерение на участке петли В₂СА₁ в соответствии с рисунком 4.5 начинают с установки значения размагничивающего поля ― Н₁, для чего при положении 1 переключателя П размыкают ключ К₂ и реостатом R₂ устанавливают по амперметру А₂ ток, соответствующий напряженности поля Н₁, заведомо много меньшей, чем коэрцитивная сила материала образца Н₀. После этого ключ К₂ замыкают, проводят коммутирование тока максимальной величины (соответствующей Н_м) и оставляют переключатель П в положении 2,размыкают ключом К₂ размагничивающую цепь, включают миллиамперметр и, перебрасывая переключатель П в положение 1, отмечают отброс ― I₂. Это отклонение пропорционально разности индукции В_м―В₁, которая подсчитывается по формуле (4.6).

Напряженность поля рассчитывается по формуле (4.1.). Аналогично определяется вторая точка участка В₂СА₁ и т.д. до точки А₁ с координатами (―В_м; ―Н_м). Перед построением основной кривой индукции и петли гистерезиса необходимо знать данные испытуемого образца, которые задаются преподавателем.

 

Рисунок 4.5- Зависимость В=f (Н) при Н-Н

 

4.4 Рабочее задание

4.4.1 Снять и построить по результатам вычислений основную кривую индукции, петлю гистерезиса.

4.4.2 Построить зависимость =f(Н).

4.4.3 Сравнить полученные кривые с кривыми из /1/ и сделать вывод о возможностях применения испытанной стали.

 

Таблица 4.1-Таблица расчета магнитных характеристик

№	I1,А	I2,А	Н= .	В= , Тл

 

4.5 Контрольные вопросы

4.5.1 Где применяются магнитные материалы?

4.5.2 Характеристики магнитных материалов.

4.5.3 Основные характеристики магнитного поля, единицы измерения.

4.5.4 Какие приборы и аппараты применялись для снятия кривой В=f(Н)?

4.5.5 Какой метод определения магнитных характеристик был использован? В чем заключается его сущность?

4.5.6 Схема установки.

4.5.7 Порядок выполнения работы.

 

Список литературы

1. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. ―Л.: Энергоатомиздат, 1985.―304 с.

2. Тареев Б.М. Электрорадиоматериалы, ―М.: Высшая школа, 1978. ― 336 с.

3. Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытание электроизоляционных материалов и изделий. ―Л.: Энергия, 1980. ―214 с.

4. Справочник по электротехническим материалам. /Под ред. Ю.В. Корицкого. ― М.: Энергия, 1988.

5. Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов. ― М.;Л.: ТЭИ, 1982.― 554 с.

6. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. ― М.: Высшая школа, 1986. ―386 с.

7. Бекмагамбетова К.Х. Электротехническое материаловедение: Учебное пособие. - Алматы, 2001.- 258 с.

 

 

Содержание

1 Правила работы в лаборатории электротехнических материалов 3

2 Требования к отчету по лабораторной работе 3

3 Требования, предъявляемые при защите лабораторных работ 3

4 Лабораторная работа 1. Определение тангенса угла диэлектрической

проницаемости диэлектриков 4

5 Лабораторная работа 2. Определение электрической

прочности технических диэлектриков 9

5 Лабораторная работа 3 Проводниковые материалы 16

6 Лабораторная работа 4. Магнитные характеристики материалов 22

7 Список литературы 29

 

Сводный план 2010г., поз 79