Измерване на хистерезисните вериги
Напрежението, приложено към входа "X" на осцилоскопа, е пропорционално на тока (1). Големината на тока в соленоида определя по формула (2) силата на магнитното поле. Това означава, че големината на напрежението, приложено към входа "X" на осцилоскопа, е пропорционална на силата на магнитното поле
(8)
Големината на напрежението, приложено към входа "U" на осцилоскопа, като се вземат предвид (7) и (5), се определя по формулата:
(9)
къдетоBе стойността на магнитната индукция в пробата.
Следователно амплитудата на напрежениетоUYе пропорционална на максималната стойност на индукцияVm.
Нека пренапишем отношенията (8) и (9) във формата:
(A/m). (10)
(T). (единадесет)
Така може да се види, че измерването на магнитното поле и индукцията се свежда до измерване на електрическите напреженияUXиUYс помощта на осцилоскоп.
НапрежениятаUXиUYсе измерват чрез размера на хистерезисната верига на екрана на осцилоскопа или, за по-голяма точност, с волтметър от пик до пик.
При класирането трябва да се има предвид следното. Първо, ние се интересуваме от амплитудните стойности на полето и индукцията. Второ, поради нелинейната зависимостV(H), напреженията, приложени към входовете на осцилоскопа, могат да имат форма, която е много различна от синусоида. Отклоненията на формата на сигнала от синусоида водят до фазови изкривявания, чиято роля се увеличава при високи честоти. В тази работа соленоидът се захранва от мрежата, т.е. честотата на магнитното поле е 50 Hz. При такава ниска честота на обръщане на пробата фазовите изкривявания не играят съществена роля.
Работна поръчка
1. Включете инсталацията в следния ред. След това преместете копчето за регулиране на изходното напрежение на LATR в най-лявата позиция (обратно на часовниковата стрелка).свържете щепселите на LATR и осцилоскопа към гнездата. Включете бутона "Мрежа" на осцилоскопа. Оставете инструмента да загрее за 3 минути. Поставете пробата в измервателната клетка вътре в соленоида. Преместете копчето за настройка LATR в средна позиция и регулирайте усилването на осцилоскопа на каналите "X" и "Y", за да постигнете ясно изображение на хистерезисната верига на екрана.
2. Получете и начертайте по отношение на мащаба на хистерезисната верига при максималната амплитуда на магнетизиращото поле за проби с различен химичен състав: E0,.E11, E21, E31, E41. Определете ширината на хистерезисните вериги.
3. Въз основа на получените данни изчислете коерцитивната сила на пробите и стойността на индукцията на насищане. Начертайте графики на коерцитивната сила и индукцията на насищане спрямо процентното съдържание на силиций в сплавта.
4. За една избрана проба начертайте вериги на хистерезис B(H) от екрана на осцилоскопа при различни амплитуди на магнетизиращото поле: 20%, 50%, 100% от Hmax.
5. За координатите на върховете на 10-12 частични хистерезисни вериги, изчислете съответните стойности на силата и индукцията на магнитното поле, конструирайте основната крива на намагнитване за избраната проба B (H).
6. Въз основа на получената главна крива на намагнитване B(H) определете максималната магнитна проницаемост на избрания образец по формулата:
4. Изисквания за форматиране на отчета
Докладът трябва да съдържа следните раздели:
- използвани устройства и материали,
- кратка теоретична част, техника на измерване,
- експериментални данни от измервания и изчисления,
Всички графични данни трябва да бъдат представени в доклада в единици за магнитно поле, индукция и проницаемост на системата SI.
5. Въпроси за сигурност
1. Какъв е принципът на осцилографския метод за изследване на феромагнитни материали?
2. Как и защо се променя индукцията на насищане, когато желязото се легира със силиций?
3. Как и защо коерцитивната сила на сплавите желязо-силиций ще се промени с увеличаване на съдържанието на силиций в сплавта?
4. Защо загубата на енергия от магнитното поле намалява с увеличаване на съдържанието на силиций в желязото?
5. Как се измерват загубите от повторно намагнитване с помощта на осцилоскопския метод? Какви са тези загуби?
6. Какво представлява явлението хистерезис?
7. Какво се нарича магнитна проницаемост?
8. Как може да се обясни остатъчното намагнитване?
9. Какво характеризира коерцитивната сила на феромагнетика?
Препратки
1. Буравихин В. А. и др., Практикум по магнетизъм. М.: Изд. "Висше училище", 1979. - 66-79 с.
2. Сидякин В. Г. Техника на физическия експеримент. М.: Изд. "GEI", 1970. - 302 с.
3. Kifer I. I. Изпитване на феромагнитни материали. М.-Л., Изд. "GEI", 1965. - 543 с.
4. Чечерников В. И. Магнитни измервания - М., Изд. Московски държавен университет, 1969. - 70 с.
5. Кифер И. И., Пантюшин В. С. Изпитване на феромагнитни материали, М.-Л., Изд. "GEI", 1956. - 380 с.
6. К. М. Поливанов, Феромагнетици. М.-Л., Изд. "GEI", 1957. - 302 с.