POMAR PĘTL STEREZ MAGNETZNEJ 1. Opis teoetyczny do ćwiczenia zamieszczony jest na stonie www.wtc.wat.edu.pl w dziale DDAKTKA FZKA ĆZENA LABORATORJNE.. Opis układu pomiaowego Mateiały feomagnetyczne (feyt, pemaloj) posiadają pętlę histeezy analogiczną do pzedstawionej na ysunku 1. Układ pomiaowy jest zbudowany w opaciu o schemat ideowy pokazany na ysunku. układzie tym znajdują się: dwa feomagnetyki z uzwojeniami piewotnymi i wtónymi, oscyloskop, woltomiez V miezący watość skuteczną napięcia wtónego i ampeomiez A miezący watość skuteczną pądu magnesującego. atość napięcia w uzwojeniu piewotnym egulowana jest pzy pomocy autotansfomatoa. Paamety póbek badanych feomagnetyków są następujące: feyt pemaloj lość zwojów cewki uzwojenia wtónego - N 800 10 lość zwojów cewki uzwojenia piewotnego - N P 800 10 Pomień uzwojenia - [cm] 1,5,5 Pole powiezchni jednego zwoju - S [cm ] 4,5 0,5 Kształt póbki walec tooid spółczynnik kształtu póbki k [ cm -1 ] NP N P k k
Rys. 1. Pętla histeezy: 1 kzywa piewotnego namagnesowania, statyczne kzywe namagnesowania. Rys.. Schemat ideowy układu do obsewacji pętli histeezy magnetycznej. 3. Pzepowadzenie pomiaów 1. Zapoznać się z układem pomiaowym. Po uzyskaniu zgody powadzącego ćwiczenie pzystąpić do pomiau pętli histeezy dla jednego z mateiałów (feytu albo pemaloju).. Pokętłami pzesuwu obazu ustawić obaz punktu na ekanie oscyloskopu w pozycji centalnej. 3. Pokętłami skali osi pionowej i poziomej ustawić watości wyświetlanych amplitud (V / cm). 4. Ustawić taką watość napięcia na autotansfomatoze, aby osiągnąć watość indukcji magnetycznej B, dla któej funkcyjna zależność B f ( ) w punktach A i A była ównoległa do osi poziomej, tzw. pętla ganiczna (ys. 1). 5. Zmiezyć za pomocą ampeomieza i woltomieza watości skuteczne natężenia pądu s i napięcia E s, 6. Okeślić w milimetach (podziałka na oscyloskopie) watości c i B, i B oaz innych punktów, któe posłużą do wykonania wykesu. 7. Postępowanie według punktów 1-6 powtózyć dla innego napięcia póbki w punkcie 4. 8. Postępowanie według punktu 1-6 powtózyć dla dugiej póbki.
4. Opacowanie wyników pomiaów wesja podstawowa i jej niepewności dla pętli ganicznej 1. Z pętli ganicznej wyznaczyć m k S w punkcie A oaz m k S w punkcie A s oznacza pąd skuteczny na uzwojeniu piewotnym, k współczynnik związany z kształtem póbki (feyt walec, pemaloj tooid).. yznaczyć m m 3. yznaczyć niepewność względną u u S. S dla pętli ganicznej 4. yznaczyć c c = - położenie plamki oscyloskopu na osi poziomej odpowiadające punktowi A, - położenie plamki oscyloskopu na osi poziomej odpowiadające punktowi 0. 5. yznaczyć c = c - położenie plamki oscyloskopu na osi poziomej odpowiadające punktowi A, - położenie plamki oscyloskopu na osi poziomej odpowiadające punktowi 0. 6. yznaczyć dla pętli innych niż ganiczne 7. yznaczyć c = d c d - położenie plamki oscyloskopu na osi poziomej odpowiadające punktowi A pętli ganicznej, - położenie plamki oscyloskopu na osi poziomej odpowiadające punktowi 0 pętli analizowanej, d - współczynnik skali (w woltach na działkę) osi poziomej pętli ganicznej, d - współczynnik skali (w woltach na działkę) osi poziomej pętli analizowanej. 8. yznaczyć analogicznie c = 9. yznaczyć d c d i gdzie i nume kolejnych pętli histeezy. 10. Postępując podobnie jak w punktach 7 9 wyznaczyć i, gdzie i nume kolejnych pętli histeezy..
11. Z pętli ganicznej wyznaczyć B i jej niepewności dla pętli ganicznej Es Bm w punkcie A oaz B f N S m Es w punkcie A, f N S gdzie: Es oznacza napięcie skuteczny na uzwojeniu piewotnym, k współczynnik związany z kształtem póbki (feyt walec, pemaloj tooid), f = 50 z, S pole powiezchni jednego zwoju, N pole powiezchni jednego zwoju uzwojenia wtónego. 1. yznaczyć B B m B m 13. yznaczyć niepewność względną u B u E S. ES B dla pzypadku pętli ganicznej 14. yznaczyć B =B - położenie plamki oscyloskopu na osi pionowej odpowiadające punktowi A, - położenie plamki oscyloskopu na osi pionowej odpowiadające punktowi B 0. 15. yznaczyć B =B - położenie plamki oscyloskopu na osi pionowej odpowiadające punktowi A, - położenie plamki oscyloskopu na osi pionowej odpowiadające punktowi B 0. 16. yznaczyć B B B B dla pętli innych niż ganiczne 17. yznaczyć B =B d d - położenie plamki oscyloskopu na osi pionowej odpowiadające punktowi A pętli ganicznej, - położenie plamki oscyloskopu na osi pionowej odpowiadające punktowi B 0 pętli analizowanej, d - współczynnik skali (w woltach na działkę) osi pionowej pętli ganicznej, d - współczynnik skali (w woltach na działkę) osi pionowej pętli analizowanej. 18. yznaczyć analogicznie B =B 19. yznaczyć d d B B B i gdzie i nume kolejnych pętli histeezy..
0. Postępując podobnie jak w punktach 17 19 wyznaczyć B i, gdzie i nume kolejnych pętli histeezy. ykonać dla wszystkich badanych pętli, oddzielnie dla pemaloju oaz dla feytu. 1. yznaczyć z pętli histeezy watość pzenikalności magnetycznej względnej w punkcie gdzie 0 to pzenikalność magnetyczna póżni.. yznaczyć niepewność względną złożoną u ub u c, w B u, 3. yznaczyć niepewność standadowa złożoną c w c w w 4. yznaczyć niepewność ozszezoną U u w u c w 1 B w, 0 ykonanie wykesów (1 i ) pętli ganicznej histeezy magnetycznej 5. yskalować osie wykesu pętli histeezy magnetycznej w opaciu o wielkości B i wyznaczone dla pętli ganicznych. Na jednym wykesie 1 umieścić pętlę ganiczną jednego mateiały, a na wykesie pętlę ganiczną dugiego mateiału. 6. Na wykesy nanieść punkty pomiaowe z niepewnościami. Pzybliżyć odęcznie pzebieg histeezy. 5. Podsumowanie 1. Zgodnie z egułami pezentacji wyników zestawić wyznaczone wielkości: w, uw, u w, U w oaz watości odniesienia dla pemaloju (wszystkie badane pętle), watości c i B, dla pemaloju (wszystkie pętle), w, uw, u w, U w oaz watości odniesienia dla feytu (wszystkie badane pętle), watości c i B, dla feytu (wszystkie badane pętle).. Pzeanalizować uzyskane ezultaty: a) któa z niepewności pomiaowych wnosi największy wkład do niepewność c, b) czy spełniona jest elacja 0, 1 c) czy spełniona jest elacja U u dla pemaloju, teoia dla pemaloju, d) któa z niepewności pomiaowych wnosi największy wkład do niepewność c, e) czy spełniona jest elacja 0, 1 f) czy spełniona jest elacja U u dla feytu, teoia dla feytu, u dla pemaloju, u dla feytu, g) ozkład punktów pomiaowych na pętli histeezy (wykes 1), pod kątem występowania i pzyczyn błędów gubych, systematycznych i pzypadkowych. 3. Synteza.
a) yciągnąć wnioski pod kątem występowania błędów gubych, systematycznych i pzypadkowych oaz ich pzyczyn. b) Zapoponować działania zmiezające do podniesienia dokładności wykonywanych pomiaów. c) yjaśnić czy cele ćwiczenia zostały osiągnięte. 6. Pzykładowe pytania Zamieszczone są na stonie www.wtc.wat.edu.pl w dziale DDAKTKA FZKA ĆZENA LABORATORJNE. ************************* Zadania dodatkowe do wyznaczenia i analizy: 1. Odszukać w liteatuze watości odniesienia dla pemaloju, poddać analizie watości wielkości c i B, i B, wyciągnąć wnioski.. Odszukać w liteatuze watości odniesienia dla feytu, poddać analizie watości wielkości c i B, i B, wyciągnąć wnioski. 3. ykonać pomiay dla większej ilości pętli i opacować jak wesję podstawową. 4. ykonać wykesy (1) dla wszystkich badanych pętli histeezy magnetycznej, wyciągnąć wnioski.
Zespół w składzie... cele ćwiczenia: a) wyznaczenie paametów pemaloju: B m, m, B, c, w, b) wyznaczenie paametów feytu: B m, m, B, c, w, c) zbadanie wpływu odzaju pętli (ganiczna nieganiczna) na wyznaczane watości, d) ocena pzydatności wyznaczanych paametów do ozóżnienia feomagnetyka miękkiego od feomagnetyka twadego. 3.1 atości teoetyczne wielkości wyznaczanych lub okeślanych waz z niepewnościami: 3. Paamety stanowiska (watości i niepewności). 3.3 Pomiay i uwagi do ich wykonania. Niepewność pomiau położenia plamki... Niepewność pomia pądu s... Niepewność pomia napięcia E s... Katę Pomiaów poszę dukować dwustonnie
FERRT pętla ganiczna (1) FERRT pętla () FERRT pętla (3) S =...... [ma] E S =... [V] S =... [ma] E S =... [V] S =... [ma] E S =... [V]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] PERMALOJ pętla ganiczna (1) PERMALOJ pętla () PERMALOJ pętla (3) S =... [ma] E S =... [V] S =... [ma] E S =... [V] S =... [ma] E S =... [V]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz]...[V/dz] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] 3.4 Data i podpis osoby powadzącej