Лабораторная установка и электрическая схема соединений

В работе снимается петля гистерезиса сердечника из феррита М2000НМ (миниблок «Трансформатор тороидальный») и сердечников из аморфных ферромагнитных материалов ГМ11ДС и ГМ14ДС (одноимённые миниблоки).

Зависимость В (Н) - кривая намагничивания ферромагнитного материала при циклическом перемагничивании имеет вид петли. Она может быть снята с помощью осциллографа.

Принципиальная схема экспериментальной установки показана на рисунке 5.3.

 

 

 

Рисунок 5.3 - Принципиальная схема для снятия петли гистерезиса

 

Исследуемые образцы ферромагнетиков представляют собой кольцевые сердечники, на которые намотаны по 2 обмотки 100 витков каждая. Они заключены в миниблоки: «Трансформатор тороидальный» (феррит М2000НМ), «ГМ14ДС» и «ГМ11ДС» (по обозначению марки ферромагнетика). Аналогично может сниматься петля гистерезиса кольцевого сердечника из фаррита М6000НМ, который помещён в миниблоке «Точка Кюри». Сечение магнитопровода и длина средней линии указаны на этикетках миниблоков. Первичная обмотка подключается к источнику синусоидального напряжения и служит для создания переменного магнитного потока в сердечнике. К вторичной обмотке подключён интегратор для измерения магнитного потока.

Выходное напряжение интегратора:

 

(5.1)

 

где R_вx и C - параметры интегратора;

S - сечение сердечника, м²;

В - магнитная индукция, Тл.

 

Для исключения интегрирования постоянной составляющей входного сигнала переключатель «Сброс» интегратора должен находиться в замкнутом состоянии.

Из рассмотренного выражения магнитная индукция в сердечнике:

 

(5.2)

 

где R_вх - входное сопротивление интегратора, R_вх = 5,6 кОм

C – электрическая емкость интегратора, С=0,22 мкФ

S – сечение сердечника, S=48 мм²

w₂ – число витков тороидального трансформатора, w₂=100

U_вых – выходное напряжение интегратора, определяемое из опыта.

 

Напряжённость магнитного поля в сердечнике вычисляется по закону полного тока:

(5.3)

 

где I_max – амплитуда тока, определяемая из опыта, мА;

l - длина средней линии сердечника, l=50 мм.

 

Напряжение с шунта 100 Ом подаётся на горизонтальный вход осциллографа, а напряжение U_вых с выхода интегратора - на вертикальный вход. Поскольку первое пропорционально напряжённости магнитного поля, а второе - магнитной индукции, экране осциллографа отображается в определённом масштабе зависимость В(Н).Цепь собирается на наборном поле блока генераторов напряжений как показано на монтажной схеме (рисунок 5.4). Причём, интегратор устанавливается в наборную панель точно на отведённое для него место. Тогда к нему автоматически подводятся напряжения питания «+» и «-» 15 В.

 

Рисунок 5.4 - Монтажная схема для снятия петли гистерезиса