Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет
“ЛЭТИ”
ОТЧЕТ
по лабораторно-практической работе № 15.
Исследование намагничивания ферромагнетиков баллистическим методом.
Выполнил Романов С.П.
Факультет ОФ
Группа № 9011
“Выполнено” “____” ___________
Подпись преподавателя __________
Санкт-Петербург
2011
Лабораторная работа № 15
Исследование намагничивания ферромагнетиков баллистическим методом.
Цель работы: исследование намагничивания трансформаторной стали, построение основной кривой намагничивания, а также зависимостей магнитной проницаемости и интенсивности намагничивания от напряженности магнитного поля с использованием измерителя заряда на операционном усилителе (ОУ).
Приборы и принадлежности: магнитопровод с площадью сечения S, операционный усилитель, миллиамперметр (мА), вольтметр (В), переключатель П.
Ферромагнитными веществами (ферромагнетиками) называют такие вещества, которые могут обладать спонтанной намагниченностью, т.е. быть намагниченными в отсутствие магнитного поля.
Характерной особенностью ферромагнетиков является нелинейная зависимость между вектором намагниченности J и напряженностью H магнитного поля, а следовательно, между вектором магнитной индукции B и напряженностью H. Ход зависимости магнитной индукции B(Р) предварительно размагниченного ферромагнетика при первом его намагничивании называют основной кривой намагничения.
Магнитный поток в тороиде создается первичной обмоткой, которая имеет N витков, равномерно намотанных вдоль всего кольца. При пропускании тока I по обмотке N, возникает магнитное поле, напряженность которого
H =NI
где I – сила тока в намагничивающей обмотке.
Варьированием величины тока в катушке вместе с напряженностью Н, меняется и индукция В магнитного поля в сердечнике (магнитное поле в тороиде однородно). Определение индукции B, соответствующей значению напряженности H, основано на явлении электромагнитной индукции.
При изменении направления тока в первичной катушке на противоположное индукция и магнитный поток Ф в тороиде изменяются от +B и +Ф до -В и –Ф. Так как магнитный поток через один виток Ф = ВS, то полное изменение магнитного потока равно
∆Ф = 2ВS,
где S - сечение тороида.
Следовательно, в измерительной катушке возникает ЭДС индукции:
|E| = N(dФ|dt)
И соответственно, ток:
I=E/R = (N/R) (dФ|dt)
Где R – общее сопротивление замкнутой цепи, в которую включена измерительная катушка.
За время t коммутации тока на конденсаторе С в цепи обратной связи ОУ накапливается заряд. На выходе ОУ заряд Q вызовет напряжение:
U=Q/C=(2N/RC)BS
Откуда вектор магнитной индукции B равен:
В=2RCU/2NS
В виду нелинейности B(H) для ферромагнетика нельзя определить магнитную проницательность µ как некую постоянную характеристику данного вещества. Если считать, что:
µ=B/(µ0H)
где µ0- магнитная постоянная, и равна 1.25663706*10-6 Н/А2,
то µ надо рассматривать как функцию напряженности поля H, при чем конечные значения µ принимает только для основной кривой намагничения.
Вычислив значения H для исследуемого материала при различных токах намагничивания и получив значения магнитной индукции B, можно определить интенсивность намагничивания:
J=(B/ µ0)-H
Таблица вычислений.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
I, мА |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
U, В |
1.4 |
3.5 |
5.2 |
6.4 |
7.4 |
8.0 |
8.8 |
9.8 |
9.8 |
9.8 |
|
H |
0.52 |
1.04 |
1.56 |
2.08 |
2.6 |
3.12 |
3.64 |
4.16 |
4.68 |
5.2 |
|
B |
48.46 |
117.69 |
193.85 |
256.15 |
270 |
270 |
304.62 |
339.23 |
339.23 |
339.23 |
|
µ |
74.55 |
89.84 |
98.9 |
98.14 |
82.57 |
68.88 |
66.51 |
64.86 |
57.69 |
51.95 |
|
J |
38.03 |
92.59 |
152.66 |
207.70 |
212.2 |
211.68 |
238.70 |
265.71 |
265.19 |
264.67 |
Выводы: В данной лабораторной работе я исследовал кривую намагничивания баллистическим методом. В результате я измерил основные характеристики ферромагнитных материалов на примере выданного образца. Результаты измерений представлены в таблице вычислений и графически. Полученный график вполне соответствует аналогичной теоретической кривой.