ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОЧАСТОТНИХ

                МАГНІТНИХ МАТЕРІАЛІВ-ФЕРИТІВ                                  

МЕТА РОБОТИ : Визначення параметрів петлі гестерезиса високочастотних магнітних матеріалів-феритів осцилографічним методом

1. ЗАВДАННЯ

1.1. Вивчити осцилографічний метод дослідження магітних матеріалів.

1.2. Визначити характеристики магітних матеріалів

1.3. Побудувати основну криву намагнічених матеріалв.

1.4. ПРИЛАДИ І МАТЕРІАЛИ: генератор сигналів ГЗ-34,

                                                 мілівольтметр ламповий В3-13,

                                                  осцилограф СІ-5,  

                                                  макет для дослідження магітних матеріалів,

                                                   з’єднуючі провода.

               11 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ    

Феромагнетиками називаються кристалічні речовини, у яких мінімум потенціальної енергії системи відповідають антипаралельному розположенню

Спінів з деяким преодбладнанням одного направлення над другим. Ці речовини володіють доменною структурою при темпиратурі ниже точки Кюрі. Основною характеристикою феромагнетиків ( як і для  феромагнетиків ) являється магнітна проникливість.

Магнітна проникливість (відносна )- це є відношення величин індукції відповідному значенню, напруженості магнітного поля в данній точці основної кривої наманічення, поділену на магнітну сталу вакууму.

Феромагнетиками являються складні речовини, які одержали назву феритів. Ферити являються подвійними окислами заліза і двовалентні ( рідше одновалентні ) метали, відповідаючи формулі:

               Fe₂О_{3 *} М_eхО_y.

         де Мех – символ двовалентного метала.      

Білішість феритів мають кубічні кристалічні гратки, причому вони розташовані в центрі кисневих тетроідів,така структура називається структурою оберненої шинелі. Застосовуючі в техніці ферити представяють собоюскладні оксиди феримагнетики. Вони являються тверди ми і крихкими металами.

                      ІІІ ОПИС ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА

Станні роки отримали широке застосування осцилографічні методи випробування і контрлю магнітних матеріалів,даючих можливість випробування і контролю. Осцилографічний метод застосовують для вивчення магнітних матеріалів в області частот від 50 Гц до 1000кГц.  

В цьому методі використовується відхилення електронного проміння в електричному полі

Схема для одержання магнітних характеристик з застосуванням електричного проміння приведене на /мал. 1./

На кільцевому зразку намотані дві обмотки . Намагнічена обмотка і резистор підєднані до звукового генератора ГЗ-34 напруга на резисторі U=IR₁

Ця напрга пропорційна намагніченому струмові, а послідовно і напруженості поля в зразку.

Вимірювальна обмотка замкнута на конденсатор ірезистор і має значну величину.При проходженні по певній обмотці зразку змінного струму е.д.с. на другій обмотці визначаються:        

                     де W₂-число витків повторної обмотки;

                           Ф- магнітний потік в зразку;

                           S-переріз зразка;

                           В-індукція в зразку.

Якщо порівгняно з останьою частиною опору ланцюга (т.д.R>>X ), то струм в вимірювальному ланцюгові:

Напруга на конденсаторі дорівнює:

Буде пропорційна магнітній індукції в зразку.

Виходячи з цього, підводячи до однієї пари відхиляющих пластин ЕЛТ посилена напруга пропорційна напуженості магнітного поля, а для дугої пари посилена напруга пропорційна індукції зразку отримаємо на екрані осцилографа гестерезисну петлю. Відмічаємо послідовне положення точок максимальної індукції для різних петель гістерезіса одного і того ж матеріа

ла, можна побудувати основну криву намагнічування.

          3.1. Розрахунок петлі гістерезіса.            

          3.1.1. Розрахунок максимаьної напруженості намагніченого поля.

          3.1.1.1. Для зразків замкнутої форми напруженості магнітного поля піраховуються по слідуючій формулі:

Де ω1- число витків намагнічуваної обмотки;

  I-діюче ззначеннянамагніченого струму;

      l – середня довжина магнітної лінії.

          3.1.1.2. Ддіюче значення намагніченого струму для максимальної петлі дорівнює:

Де M_x - маштаб по горизонтальній осі;

   Х– координати вершини максимальної петлі гістерезіса;

   R₁-опір;

   U_xmax1–напруга на мілівольтметрі (В);

3.1.1.3. Середня довжина магнітної лінії в зразку дорівнює:

Де  d_ср– середній діаметр, тороїдального магнітопровода

     d_н -зовнішній діаметр (см)  

   d_вн – внутрішній діаметр (см)              

3.1.1.4. Підставляючи формули (3.6.), (3.7.), (3.8.), в (3.5.) отримаємо слідуючий вираз:

Розрахунок максимальної індукції петлі гістерезіса по формулі 3

           3.1.1.4. Максимальна магнітна індукція зразку визначається по формулі:

Де У_мах-кордината вершини максимальної петлі гістерезіса (мм )                             

      С– ємність конденсатора (Ф)

     Му– маштаб по ветикалі осі

      R- опір (Ом)

      S– переріз зразка ( см )

     W ₂ - число витків в вимірювальній обмотці.   

(3,11,)

Де m₀ –абсолютна магнітна проникливістьвакуума.

3.1.3. Розрахунок магнітних втрат

Де: F -площа петлі;

  Mx,My- маштаб по осям              

  γ - щільність матеріалу

      f– частота намагнічуваногополя

                     ІV. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.1. Зібрати ланюг по схемі мал.1 в слідуючій послідовності:

-підключити “вхід” генератора ГЗ –34 до клем макета “Генератор” ( зовнішній вигляд макета зображено на мал.2);

   -підключити “вхід Х2” осцилографа до клем “вхід Х” осцилограф;

   -підключити “вхід Х2” осцилографа до клем макета “ вход У”;

   -підключити мілівольтметри до клем макета “U_х “, “І”, “U_y” , “I”.

4.2. Міняючи частоту сигнала генератора в межах 180 —260 Гц і напруга генератора в межах 2—3 В, щоб отримати якісне зображення на екрані осцилографа.