PĘTLA HISTEREZY MAGNETYCZNEJ

Transkrypt

1 INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI I TECNOLOGII MATERIAŁÓW POLITECNIKA CZĘSTOCOWSKA PRACOWNIA FIZYKI CIAŁA STAŁEGO Ć W I C Z E N I E N R FCS - 5 PĘTLA ISTEREZY MAGNETYCZNEJ

2 Ćwiczenie FCS-5: Badanie pętli histerezy agnetycznej I. Zagadnienia do opracowania. Podstawowe wielkości agnetyczne.. Magnetyczne właściwości aterii. 3. Proces przeagnesowania ferroagnetyka. Paraetry pętli histerezy. 4. Doeny ferroagnetyczne. 5. Budowa i zasada działania oscyloskopu. II. Przebieg ćwiczenia. Przebieg poiarów pętli histerezy agnetycznej oraz krzywej pierwotnej agnetyzacji Badaną próbką jest: transforator sieciowy (stop Fe-3%Si), toroid (stop aorficzny Co-Fe-Si-B).. Poiary dla blachy krzeowej: Rys.. Układ poiarowy Atr autotransforator TRS transforator separujący TR badany transforator R opornica suwakowa R = 5 R opornik 78 k w przypadku transforatora i 9,83 k dla toroidu C kondensator 8 F a) Połączyć obwód według scheatu przedstawionego na rys., wykorzystując wyjście nr transforatora separującego. b) Ustawić pokrętło autotransforatora w pozycji zerowej, po czy załączyć układ oraz oscyloskop (należy odczekać kilka sekund w celu nagrzania się oscyloskopu). c) Wcisnąć przycisk (czerwony) x wewn.-zewn.. d) Do badania pętli histerezy stali krzeowej (transforatora) przełącznik wzocnienia y nastawić 0,0 V/dz.

3 Ćwiczenie FCS-5: Badanie pętli histerezy agnetycznej e) Dla napięć autotransforatora równych 30 V, 60 V, 00 V, 0 V oraz 50 V odrysować z ekranu pętle histerezy agnetycznej. Dla każdej pętli histerezy wyznaczyć sześć punktów charakterystycznych dla niej (wartość bezwzględną indukcji aksyalnej oraz punkty przecięcia z osiai układu współrzędnych). f) Po wykonaniu poiarów zniejszyć napięcie autotransforatora do zera.. Poiary dla próbki aorficznej: a) Połączyć układ według scheatu włączając w iejsce autotransforatora toroid. b) Przełączyć przewody w transforatorze separujący na niskie napięcie (wyjście nr ). c) Do badania pętli histerezy dla stopu aorficznego Co-Fe-Si-B (toroid) przełącznik wzocnienia y ustawić na 0,05 V/dz. d) Dla pięciu wybranych napięć autotransforatora odrysować z ekranu pętle histerezy agnetycznej. Dla każdej pętli histerezy wyznaczyć sześć punktów charakterystycznych dla niej (wartość bezwzględną indukcji aksyalnej oraz punkty przecięcia z osiai układu współrzędnych). e) Po wykonaniu poiarów zniejszyć napięcie autotransforatora do zera. f) Wyłączyć układ z sieci. UWAGA I: W przypadku otrzyania lustrzanego odbicia pętli histerezy należy zaienić zaciski sondy oscyloskopu na kondensatorze UWAGA II: Nie stosować napięć autotransforatora większych od 50 V III. Opracowanie wyników poiarów. Uieścić otrzyane pętle histerezy na wspólny wykresie. Rys.. W oparciu o wykonane poiary, które pozwalają na wyznaczyć wartości aksyalnego pola agnesującego i aksyalnej indukcji agnetycznej dla każdej obserwowanej pętli 3

4 Ćwiczenie FCS-5: Badanie pętli histerezy agnetycznej histerezy wykonujey skalę na osi i na osi B. W ty celu, w przypadku osi obliczay aksyalne polezę wzoru: z I d z U R d gdzie U jest napięcie aksyalny proporcjonalny do natężenia pola agnetycznego,. Następnie wybieray wartości pola,,..., które chcey oznaczyć na rysunku i z proporcji wyliczay ich współrzędne x, x ze wzoru: x i x i gdzie x jest aksyalną długością linii na osi x odpowiadającą polu agnetyczneu. W przypadku oznaczenia osi indukcji postępujey w taki sa sposób obliczając indukcję aksyalną ze wzoru: B z E S Po oznaczeniu osi współrzędnych dla poszczególnych pętli histerezy wszystkie obserwowane pętle przenosiy na wspólny arkusz. W ty celu wyznaczay punkty poszczególnych pętli dla wybranych wartości,,..., oraz B, B,..., i nanosiy je na nowy arkusz, na który jest jedna wspólna skala.. Łącząc wierzchołki poszczególnych pętli histerezy wyznaczyć krzywą pierwotną agnetyzacji. 3. Dla pętli histerezy uzyskanej przy największy napięciu autotransforatora wyznaczyć wartość pozostałości agnetycznej B r oraz natężenia pola koercji c. 4. Dyskusję błędu ograniczay do wyznaczenia błędu procentowego wielkości i B dla pętli uzyskanej przy aksyalnej wartości napięcia zasilającego. Dane dla próbki ze stali krzeowej (transforator): z = 980 zwojów z = 07 zwoje d = 0,6 S = 4, Dane dla toroidu: r d = r r śr rsr S ( r r ) h h = 0,83 c (grubość toroidu) r =,6 c (proień wewnętrzny) r =,35 c (proień zewnętrzny) z = 60 zwojów (uzwojenie pierwotne) z = 40 zwojów (uzwojenie wtórne) 4

5 Ćwiczenie FCS-5: Badanie pętli histerezy agnetycznej IV. Literatura. 5