Назва роботи: ЗНЯТТЯ петлі гістерезису І кривої намагнічування феромагнетика ЗА ДОПОМОГОЮ ОСЦИЛОГРАФА
Предметна область: Комунікація, зв'язок, радіоелектроніка та цифрові прилади
Опис: Величини Н і В можна визначити знаючи величину напружень викликають відхилення електронного променя на одну поділку по осях Х і Y при даному посилення: де координати петлі гистерезиса в одиницях координатної сітки kx ky коефіцієнти пропорційності визначаються для кожного осцилографа. Величина цієї енергії припадає на одиницю об'єму зразка w визначається в координатах у вигляді w = BdH і дорівнює.
Розмір файлу: 82 KB
Роботу скачали: 26 чол.
Лабораторна робота № 4 # 150; 3
ЗНЯТТЯ петлі гістерезису І кривої намагнічування
Феромагнетика ЗА ДОПОМОГОЮ ОСЦИЛОГРАФА
Мета роботи - експериментальне визначення координат петлі гистерезиса і розрахунок втрат на перемагнічування феромагнетика за допомогою електронного осцилографа.
В якості досліджуваного зразка взятий ферромагнетик в формі тороида (рис. 1). Первинна обмотка тороїда (I) харчується через опір R змінним струмом I 1. Напруженість магнітного поля, створювана обмоткою тороїда, обчислюється, як і для нескінченного соленоїда, по формулі
де N 1 # 150; число витків первинної обмотки тороїда, - довжина середньої лінії тороїда. Так як струм йде по опору R 1. то падіння напруги на ньому так само IR = U 1. Воно подається на горизонтально відхиляють і виражається за допомогою (1) у вигляді:
З (2) видно, що U X пропорційно Н.
У вторинній обмотці (II) джерелом струму I 2 є змінна ЕРС індукції, що збуджується у вторинній обмотці. Вона визначається за допомогою закону електромагнітної індукції
де N 2 # 150; число витків вторинної обмотки тороїда, Ф # 150; потік вектора магнітної індукції В через перетин тороида S.
Під дією ЕРС конденсатор З заряджається. З виразу для сили струму слід dq = I dt. а сумарний заряд, що надходить на конденсатор за час t. визначиться у вигляді
Сила струму в ланцюзі (II) буде визначатися величиною ЕРС і різницею потенціалів на конденсаторі.
В роботі величина RC вибирається досить велика, щоб U C E 2. Тоді можна прийняти. Так як напруга на конденсаторі. то у відповідність з (3), (4) і (5) отримаємо
З (6) випливає, що напруга U C. подається на вертикально відхиляють пропорційно В. Таким чином, на одні пластини подається напруга, пропорційне Н, на інші # 150; пропорційне В. Отже, промінь на екрані електронно-променевої трубки буде описувати криву залежності В від Н, тобто В = f (Н).
Величини Н і В можна визначити, знаючи величину напружень, що викликають відхилення електронного променя на одну поділку по осях Х і Y при даному посилення:
де. - координати петлі гистерезиса в одиницях координатної сітки, k x. k y # 150; коефіцієнти пропорційності, які визначаються для кожного осцилографа.
Підставляючи отримані значення U x і U y. отримаємо:
За знайденим значенням Н I і B I будуємо криву намагнічування.
Визначення втрат на перемагнічування.
При перемагничивании частина енергії магнітного поля витрачається на роботу по переміщенню междоменной кордонів. Величина цієї енергії, що припадає на одиницю об'єму зразка w. визначається в координатах у вигляді w = BdH і дорівнює площі S петлі гистерезиса (w = S). вираженою в одиницях В і Н. Величина w являє собою енергію, що виділяється у вигляді теплоти в одиниці об'єму тороида за один цикл перемагнічування. якщо f # 150; частота змінного струму, то кількість теплоти, що виділяється за 1 с, одно
Ця виділяється теплота називається питомою потужністю електромагнітних втрат.
Знайдемо площу петлі гистерезиса. Ціна одного ділення по осі Н, як випливає з (7), дорівнює. а по осі В. Тоді площа однієї клітини буде дорівнює x y. Якщо петля містить n клітин, то площа її дорівнює S = x y n. Кількість теплоти, що виділяється в одиниці об'єму тороида за 1 с, дорівнюватиме
Q = x y f n Дж / (м 3 с). (8)
ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ
Петлю гістерезису можна отримати на екрані електронно # 150; променевої трубки осцилографа. Для цього ферромагнетик треба помістити в магнітне поле, створюване змінним полем. На горизонтально відхиляють подати напругу U X. пропорційне напруженості магнітного поля Н, а на вертикально відхиляють # 150; U Y. пропорційне індукції магнітного поля В.
Схема установки приведена на рис. 1.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Вправа I. Зняття кривої намагнічування.
1. Вивчіть схему установки, зображену на рис. 1.
2. Увімкніть осцилограф тумблером «Мережа» і встановіть світла пляма в центрі координатної сітки.
3. Увімкніть установку в мережу і за допомогою потенціометра подайте на тороид максимальна напруга, а реостатом встановите струм, максимальне значення якого вказано на установці. При більшому струмі обмотка тороїда може перегрітися
4. За допомогою ручки осцилографа «Посилення по Y» встановіть петлю гістерезису, зображену на рис. 3 введення на всю площу екрана. Якщо петля занадто вузька або занадто широка, то її можна підкоригувати за допомогою реостата R 1.
5. Зменшуючи напругу за допомогою потенціометра, отримаєте на екрані сімейство петель гистерезиса. Для кожного значення струму визначте координати вершини петлі. Вимірювання проводите до тих пір, поки петля неможливо стягнеться в точку. Координати вершин занесіть в табл. 1.
6. За формулами (7) обчисліть значення х y.
7. Обчисліть значення H i = x n xi і B i = y n yi для координат вершин всіх петель гистерезиса.
8. За отриманими результатами побудуйте графік B = f (H).
Вправа 2. Визначення залишкової індукції і коерцитивної сили.
- На екрані осцилографа отримаєте максимальну петлю гістерезису (див. Упр.1). Ручки «Посилення по Х» і «Посилення по Y» знаходяться в тому ж положенні, що і у вправі I.
- Визначте координати точки перетину осі В і петлі гистерезиса # 150; n y. Обчисліть залишкову намагніченість: B r = n y y.
- Визначте координати точки перетину осі Н і петлі гистерезиса n X. Розрахуйте коерцитивної силу: H C = n X X.
Вправа 3. Визначення втрат на перемагнічування.
- На екрані осцилографа отримаєте максимальну петлю гістерезису (див. Упр. 1). Ручки «Посилення по Х» і «Посилення по Y» повинні займати точно таке ж положення, як і у вправі 1.
- Зніміть координати 20 різних точок в розподілах координатної сітки екрану і занесіть в табл. 2
Крім того важливим різновидом інвестиційної діяльності багато економістів В. Необхідно відзначити наявність вимог які інвестиційні теорії висувають до суб'єктів інвестиційної діяльності з іноземним капіталом: використання певної частки національних товарів.