Лабораторная установка и электрическая схема соединений. В работе снимается начальная кривая намагничивания сердечника из феррита М2000НМ (миниблок «Трансформатор тороидальный»).
В работе снимается начальная кривая намагничивания сердечника из феррита М2000НМ (миниблок «Трансформатор тороидальный»).
Принципиальная схема экспериментальной установки показана рисунке 5.7.
Рисунок 5.7 - Принципиальная схема для снятия начальной кривой намагничивания
Исследуемый образец ферромагнетика представляет собой кольцевой сердечник из феррита, сечение и длина средней линии которого указаны на этикетках миниблока «Трансформатор тороидальный». На сердечнике имеются две катушки. Катушка w1=100 витков подключается к источнику регулируемого постоянного напряжения и служит для создания магнитного поля в сердечнике. Направление тока можно изменять тумблером на миниблоке. К другой катушке (w2 =300 витков) подключён интегратор для измерения магнитного потока.
Начальная кривая намагничивания снимается путём включения катушки w1 на различные по величине постоянные токи. Ток регулируется величиной подаваемого напряжения и ограничивается резистором 100 Ом на входе. Конденсатор 100 мкФ, включённый параллельно катушке, служит для ограничения перенапряжений и создания колебательного контура при отключении цепи. При выключении цепи в катушке возникает затухающий колебательный процесс и сердечник размагничивается.
При включении цепи магнитный поток изменяется от 0 до + Ф и в процессе этого изменения во вторичной катушке наводится ЭДС
(5.15)
Выходное напряжение интегратора:
(5.16)
где Rвх и C - параметры интегратора, a uвx(t) = e(t).
На интеграторе имеется переключатель «Сброс», с помощью которого перед началом интегрирования устанавливается uвых(0)=0. Поэтому:
(5.17)
где S - сечение сердечника;
В - магнитная индукция.
Отсюда магнитная индукция в сердечнике:
(5.18)
Напряженность магнитного поля определяется по закону полного тока:
(5.19)
где I1 – значение тока, определяемое из опыта, мА;
w1 – количество витков катушки сердечника, w1=100 витков;
l – длина средней линии сердечника, l=50мм.
Включая катушку на различные по величине токи и измеряя выходное напряжение интегратора Uвыхи ток I1, можно вычислить начальную кривую намагничивания В(Н).
Цепь собирается на наборном поле блока генераторов напряжений как показано на монтажной схеме (рис. 5.8). Причём, миниблок «Интегратор» устанавливается в наборную панель точно на отведённое для него место. Тогда к интегратору автоматически подводятся напряжения питания «+» и «-» 15 В.
Для измерения тока используется мультиметр, а для измерения выходного напряжения интегратора - USB осциллограф с ноутбуком.
Рисунок 5.8 – Монтажная схема для снятия начальной кривой намагничивания