МУ-Э-65 (Изучение магнитной цепи), страница 3

Тем самымприбор установлен в режим измерения силы переменного тока в миллиамперах (мА).14•Нижний переключатель перевести из положения «OFF» в положение «~V». Прибор установлен в режим измерения переменного напряжения в вольтах (В).6. В качестве генератора переменного напряжения (тока) могут быть использованыразличные модели приборов. Во всех генераторах частоту можно изменять и установленное значение «прочитать». Напряжение можно регулировать. В некоторых приборах напряжение может изменяться не только по гармоническому закону, но и иначе. В даннойработе используется гармонический сигнал (значок «~»).Ниже приведен порядок работы с «Многофункциональным генератором AHP-1002Актаком».

Если будет другой прибор, см. указания на установке.•Соединить коаксиальным кабелем разъем «AUTPUT» генератора с разъемом «ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК» установки.•Внимание! От положения клавиш зависит режим работы прибора. Отжать все клавишигенератора. Положение клавиши легко установить, производя ее нажатия.•Вставить вилку в сетевую розетку.•Утопить клавишу «POWER» для включения сетевого питания. При этом должен включиться индикатор.•Утопить клавишу «~» для получения гармонического (синусоидального) напряжения.•Частота отображается на индикаторе.

Частоту можно изменять в больших пределах,разбитых на четыре диапазона: миллигерцы (mHz), герцы (Hz), килогерцы (kHz) и мегагерцы (MHz). Диапазон устанавливают нажатием клавиш «RANGE»: одно нажатие клавиши « ⇑ » или « ⇓ » изменяет диапазон в 10 раз. Плавно частоту изменяют ручкой«FREQUENCY».•Установить частоту генератора из рабочего диапазона, приведенного на установке. Установленное значение частоты записать в табл. 3.Задание 2. Для различной длины зазора измерить силу тока, необходимого для полу-чения постоянной магнитной индукции в железеВ этом задании проверяют формулу (11): при различной длине зазора l устанавливают такой ток I намагничивающей обмотки, чтобы величина ЭДС ε измерительной обмоткиоставалась неизменной.

Следовательно, при различном зазоре магнитная индукции B в железе и магнитная проницаемость µ будут оставаться неизменными.Порядок выполнения задания.1. Подготовить табл. 4.15Таблица 4Результаты измеренийε = ……L, мI. АПримечание. Таблица содержит 8 строк.2. Опыт начинают с установления наибольшего зазора l (примерно 5 мм, более точные указания даны на установке) и постепенно его уменьшают. Раздвинуть железное ярмо,вставить подходящую пластину (или две), прижать плотно обе половинки ярма. Длину зазора l записать в табл. 4. Внимание! В установке с прижимным винтом не прилагатьбольших усилий, чтобы не разрушить установку.3.

Установить максимальный ток намагничивающей обмотки. Для этого необходимоповернуть по часовой стрелке до упора ручку «AMPLITUDE» генератора и ручку «РЕГУЛИРОВКА ТОКА, ТОЧНО» на установке.4. По нижней строке индикатора универсального двухканального цифрового прибораизмерить ЭДС ε в измерительной обмотке. Результат измерения записать в заголовок табл.4.5. Измерить силу тока I в намагничивающей обмотке по верхней строке индикаторацифрового прибора и записать результат в табл. 4.6. Уменьшить длину зазора примерно на 0,5 – 0,8 мм.

Изменяя выходное напряжениегенератора, добиться значения ЭДС ε, приведенного в табл. 4. Для точной настройки ЭДСиспользовать ручку «РЕГУЛИРОВКА ТОКА, ТОЧНО». Допустимая неточность установкиЭДС может составлять (1–2) %. Измерить силу тока I. Результаты измерений I и l записатьв табл. 4.7. Повторить измерения п.

6 при других зазорах. Всего должно быть выполнено 6…8измерений, включая случай, когда прокладка отсутствовала (l = 0). Результаты измерений Iи l записать в табл. 4.8. Выключить генератор клавишей «POWER». Выключить измерительный прибор,установив оба переключателя в положение «OFF». Выключить сетевой адаптер.2. Обработка результатов измеренийЗадание 1. Построить экспериментальный график.16IlРис. 12.

Характерная зависимость I(l) для магнитной цепи при B = const. Экспериментальные данные показаны точками, расчетные – прямой линией.По результатам измерений (см. табл. 4) построить графическую зависимость силы тока отдлины зазора l. На миллиметровую бумагу нанести крупные экспериментальные точки, ноне соединять их линией. Образец графика дан на рис. 12.Задание 2. Определить магнитную проницаемость железаПо результатам измерений при нулевом зазоре определить магнитную проницаемостьµ железа в условиях опыта.

Для этого необходимо произвести следующие расчеты.1. По результатам измерения ЭДС ε (см. табл. 4) вычислить по формуле (12) магнитную индукцию B в железе, выразив ЭДС в вольтах, а площадь поперечного сечения магнитопровода S в м2. Циклическая частота ω = 2πν. Результат вычисления B записать в табл. 5.Таблица 5Результаты измерений и расчетов B, H и магнитной проницаемости µε, ВB, ТлI, АH, А/мµ2.

По результатам измерения тока I при l = 0 (см. табл. 4) вычислить по формуле (9)напряженность магнитного поля H для случая l = 0. Характеристики магнитной цепи приведены на установке. Силу тока выразить в амперах, а длину магнитопровода L – в метрах.Результат вычисления H записать в табл. 5.3. Используя полученные значения H и B, вычислить по формуле (7) магнитную проницаемость µ железа. Магнитная постоянная µ0 = 4π⋅10-7 Гн/м. Результат записать в табл. 5.Задание 3. Построить расчетный график17По теоретической формуле (11) построить графическую зависимость силы тока I отдлины зазора l при значениях B и µ в данном опыте (см.

табл. 5). Как видно из формулы(11), зависимость I(l) – линейная. Следовательно, для получения графика достаточно рассчитать две точки (при l = 0 и при l = 0,005 м), нанести их на экспериментальный график исоединить прямой (см. образец на рис. 12). Для расчета все величины выразить в единицахСИ (м, А, Тл). Результаты расчета представить в табл. 6.Таблица 6Результаты расчета тока при различном зазореl,мI, А00,0053. Обсуждение результатов опытаТипичные результаты измерений и расчета приведены для обсуждения на рис. 12.При небольшом зазоре экспериментальные точки располагаются близко к расчетной прямой, полученной в предположении, что магнитное поле не испытывает рассеяния в зазоре(см.

рис. 11, а). С увеличением зазора рассеяние потока возрастает, при этом магнитная индукция в зазоре B1 становится все меньше по сравнению с индукцией B в железе. Поэтомуэкспериментальные точки на графике лежат ниже расчетной прямой, что находится в качественном согласии с формулой (10).4. Расчетное заданиеВыполнить и привести в табл. 2 результаты расчета магнитного поля в тороидальнойкатушке с железом. Предлагаемые варианты расчета указаны в табл. 2.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ1. Что такое магнитная цепь?2. Дать определение магнитной индукции.3. Что такое линии магнитной индукции и каким свойством они обладают?4.

Дать определение магнитного потока.5. Какому закону подчиняется явление электромагнитной индукции?6. Сформулировать теорему о циркуляции вектора B в вакууме.7. Дать определения намагниченности и напряженности магнитного поля.8. Сформулировать теорему о циркуляции вектора H.9. Описать характер зависимости B(H) для ферромагнетика.10. Пояснить схему расчета магнитной цепи.18ЛИТЕРАТУРА1.

Калашников С.Г. Электричество: Учебное пособие. –М.: Наука. 1985. –576с.2. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма: Учеб. Пособие для вузов. –М.:Высш. Шк., 1983. –279 с.3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. – М.: Наука. 1978. – 480 с.4. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина.

М., Атомиздат, 1976. - 1008 с.5. Справочная книга радиолюбителя–конструктора/ А.А. Бокуняев, Н.М. Борисов, Р.Г.Варламов и др. Под ред. Н.И. Чистякова. – М.: Радио и связь, 1990. - 624 с.19.