Домашняя подготовка к работе. Для получения допуска к работе необходимо:
Для получения допуска к работе необходимо:
5.1. Ознакомиться с теоретической частью работы и рекомендуемой к использованию учебной литературой.
5.2. Рассчитать глубину проникновения ЭМП для медного проводника (по заданию 
, проводимость меди 
)
5.3. Рассчитать по формулам (24) и (26) напряженность магнитного поля 
и плотность тока 
по высоте проводника. Результаты расчета представить в таблице (параметры задания , 
, 
, в расчете принять толщину проводника равной ширине паза). Используя расчетные данные, приведенные в таблице, построить на графике зависимости 
и 
.
Таблица
| ||||||
| ||||||
|
5.4. Определить активное и реактивное сопротивление медного проводника в пазу по формуле (33), сохранив условия задания, указанные в пункте 5.3.
Рабочее задание и порядок выполнения работы
6.1. Ознакомиться с цифровым прибором измерения магнитной индукции – миллитесламетром, а именно:
· работа прибора в режиме измерения среднего за период значения 
;
· работа прибора в режиме измерения амплитудного значения 
;
· единицы и пределы измерения цифрового прибора;
· амплитудное значение магнитной индукции по среднему значению при синусоидальном токе сводится к расчету по формуле 
;
· значение напряженности магнитного поля по измеренному значению магнитной индукции в данной точке, используя международную систему единиц измерения, сводится к расчету по формуле 
.
6.2. Измерить действующее значение тока в проводнике с помощью цифрового мультиметра. При использовании цифрового мультиметра ток во вторичной обмотке ТТ определить, используя закон Ома 
. Сопротивление 
. Ток в первичной обмотке ТТ определить по формуле 
. Для используемого ТТ коэффициент трансформации 
6.3. Измерить среднее значение магнитной индукции с помощью миллитесламетра, погружая датчик Холла в ферромагнитный паз на различную глубину 
от поверхности паза. Рассчитать по измеренным средним значениям магнитной индукции амплитудные значения в этих точках по высоте проводника в пазу.
6.4. Измерить действующее значение магнитной индукции на поверхности паза 
в точке, расположенной посередине паза. Принимая магнитную индукцию постоянной на поверхности паза определить по измеренному значению индукции магнитное напряжение между стенками паза 
, где 
- ширина паза. Сравнить полученное значение магнитного напряжения 
с действующим значением тока в проводнике, расположенном в пазу.
6.5. Ознакомиться с инструкцией по использованию USB - осциллографа для записи сигналов (рис. 2), на входы которого Вх 1. (Канал А) поступает сигнал тока в виде падения напряжения на измерительном сопротивлении и Вх. 2 (Канал B) поступает сигнал напряжения, пропорциональный временной форме кривой магнитной индукции в точке, где находится датчик Холла.
6.6. Записать сигналы, поступающие на входы Вх 1 и Вх.2 для медного проводника в точках 
в текстовом файле.
6.7. По измеренным данным в пункте 6.6 вычислить угол сдвига фаз между током и магнитной индукцией по высоте проводника в пазу.
6.8. По данным пункта 6.6 построить на графике экспериментальные кривые распределения напряженности магнитного поля и плотности тока по высоте проводника.
7 Контрольные вопросы
7.1. Поясните физическую сущность явления поверхностного эффекта в ферромагнитном пазу?
7.2. К чему приводит неравномерное распределение плотности тока по высоте проводника в пазу?
7.3. На чем основана методика расчета активного и индуктивного сопротивления проводника в ферромагнитном пазу?
7.4. Каким образом на основе экспериментальных данных, полученных с помощью АПИК, можно найти активное и индуктивное сопротивление проводника в ферромагнитном пазу?
7.5. Какие факторы оказывают влияние на поверхностный эффект в ферромагнитном пазу? Приведите примеры такого влияния.
Содержание отчета
1. Изложить цель работы и дать разъяснения по изучению явления поверхностного эффекта в ферромагнитном пазу.
2. Привести электрическую схему лабораторного стенда по изучению поверхностного эффекта в ферромагнитном пазу.
3. Привести формулы для расчета напряженности магнитного поля и плотности тока в проводнике, расположенном в ферромагнитном пазу, а также формулы для определения его активного и реактивного сопротивления.
4. Привести результаты расчета по пункту 5.2 глубины проникновения ЭМП в медный проводник в пазу при частоте 
.
5. Построить по пункту 5.3 графики распределения напряженности магнитного поля и плотности тока по высоте проводника.
6. Привести по пункту 5.4 результаты расчета активного и реактивного сопротивления проводника в пазу при частоте .
7. Представить измеренные данные по пункту 6.2 действующее значение тока в проводнике.
8. Представить по пункту 6.3 измеренные амплитудные значения индукции в точках расположения датчика Холла.
9. Объяснить, почему магнитное напряжение, измеренное между стенками паза на его поверхности в пункте 6.4, практически равно действующему значению току в проводнике, расположенном в пазу?
10. Объяснить по данным пункта 6.7 причину сдвига по фазе тока и магнитной индукции по высоте проводника в ферромагнитном пазу.
11. Включить в отчет ответы на контрольные вопросы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. Учебник – 9-е изд. перераб. и доп. – М.: Гардарики, 2001. – 317 с.: ил. с.
2. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 3. – 4-е изд. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. – СПб.: Питер, 2003, 242-245.
3. Теоретические основы электротехники: часть 3. Теория электромагнитного поля. М., «Энергия», 1969, с. 267-270.
4. Ламмеранер, И., Штафль, М. Вихревые токи. М.-Л. «Энергия», 1967, с. 99 – 105.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
НАМАГНИЧИВАНИЕ И РАЗМАГНИЧИВАНИЕ МАГНИТОТВЁРДОГО
ФЕРРОМАГНЕТИКА
Цель работы
Целью работы являются:
– изучение процессов намагничивания импульсным током и размагничивания переменным током магнитотвёрдого ферромагнетика (поршневого чугунного кольца);
– приобретение навыков работы с современными средствами измерения магнитного поля.