Л.Р. 26 (1273849), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Первичную обмоткуиспользуют для намагничивания ферримагнетика и по еёпараметрам определяют напряженность Н намагничивающегополя. Электронный переключатель 4 служит дляавтоматического периодического изменения направления тока впервичной обмотке с целью перемагничивания сердечника.Резистор R0 ограничивает ток в обмотке.Вторичная обмотка N2 предназначена для определенияиндукции магнитного поля В в сердечнике. Интегратор тока 8служит для измерения заряда Q, фиксируемого вольтметром 10,пропорционального измеряемой величине В.
Так как сердечникизготовлен из магнитомягкого ферримагнетика с малойвеличиной остаточной индукции Вост , то для снятия основнойкривой намагничивания нет необходимости проводитьпредварительное размагничивание сердечника.Рис.5. Блок-схема учебной установкиРис. 6. Блок-схема учебной установки с контрольнымиточкамиЧасть 2Схема измерительной установки для второй частиэксперимента показана на рис.5. Она содержит следующиеэлементы: цифровой генератор переменного напряжения; ФО –ферромагнитный образец (сердечник трансформатора); N1 –намагничивающая обмотка; N2 – измерительная обмотка; Ru и Си– резистор и конденсатор интегрирующей RC - цепочки; R –резистор для получения напряжения Ux, электронныйосциллограф.
Частота генератора плавно регулируется спомощью ручки либо кнопки «ЧАСТОТА» – текущее значениечастоты генератора выводится на дисплей, амплитудавыходного напряжения устанавливается с помощью ручки«АМПЛИТУДА», измеряется цифровым вольтметром ивыводится на LCD индикатор. Кнопка «ЭКСПЕРИМЕНТ»,позволяющая переключаться в режим первого либо второгоопыта, должна быть отжата, при этом установка переходит вдинамический режим снятия петли гистерезиса образцаферромагнетика согласно рис.
5.Для получения петли гистерезиса на экране осциллографанеобходимо соединить выход синусоидального генератора XS1с первичной обмоткой XS3 катушки (перемычка 1), выход XS2соединяется с другим концом первичной обмотки XS4. Корпусосциллографа и учебной установки является общим. Этиклеммы обозначены на панели лабораторного модуля.В соответствии с показанной на рис. 6 схемой на вход «Y»осциллографа подается напряжение Uy, пропорциональноемагнитной индукции В поля в исследуемом образце, на вход«X» - напряжения Ux пропорциональное напряженности Н поля,намагничивающего образец (внутренний генераторгоризонтальной развертки луча осциллографа при этомвыключается, включается режим X-Y осциллографа).
За одинпериод Т изменения напряжений Ux и Uy, характеризующийполный цикл перемагничивания образца, электронный луч наэкране осциллографа описывает петлю гистерезиса, повторяя еев точности за каждый следующий период. Поэтому изображениепетли гистерезиса на экране будет неподвижным.Порядок выполнения работы1. Включите лабораторный модуль в сеть ~220 В. Дайтеприборам прогреться не менее 5-7 минут.2. Выбор эксперимента кнопкой «ЭКСПЕРИМЕНТ»,изменение частоты и измерение амплитуды входногонапряжения возможно только при выключенном генераторе! Генератор включается и отключается кнопкой«ГЕНЕРАТОР ВКЛ/ВЫКЛ.».
Для надежного срабатываниякнопки необходимо удерживать её в течение ~ 1 секунды.3. Проведите исследование основной кривой намагничиванияферромагнетика В=В(Н) статическим методом. Для этогоотключите генератор нажатием кнопки «ГЕНЕРАТОРВКЛ/ВЫКЛ и нажмите кнопку «ЭКСПЕРИМЕНТ».
При этомучебная установка переходит в режим первого опыта(принципиальная электрическая схема согласно рис. 4).4. Вращением ручек «Амплитуда» необходимо изменять ток впервичной обмотке образца I1 и записыватьзначениянапряжения с выхода интегратора во вторичной обмотке U2 ,соответствующее этому току. Данные занесите в таблицу 1.Таблица 1№I, мкАU2, ВH, А/мB, Тлµ1..105.
Отожмите кнопку «ЭКСПЕРИМЕНТ» и приступите квыполнению второго опыта по изучению явления гистерезисаферромагнетика в динамическом режиме с помощьюосциллографа. Для этого соберите схему рис. 6 для исследования явления гистерезиса ферромагнитного образца, соединяяконтрольные точки блок-схемы перемычками. Для полученияпетли гистерезиса на экране осциллографа необходимосоединить выход синусоидального генератора XS1 с первичнойобмоткой XS3 катушки, выход XS2 соединяется с другим концомпервичной обмотки XS4 .6. Подключите входы X и Y осциллографа соединительнымипроводами к соответствующим выходам учебной установки.Клемма XS6 подключается ко входу Y осциллографа.
КлеммаXS5 подключается ко входу X осциллографа.7. Кнопкой «ЧАСТОТА» на передней панели модуляустановите частоту для исследования явления гистерезисаферромагнитного образца (оптимальное значение частоты ~ 200– 300 Гц), текущее значение частоты генератора показано наЖКД дисплее учебной установки.8. С помощью ручки «АМПЛИТУДА» на панели установкиустановите уровень сигнала с выхода генератора U ~ 4,5 – 5,0 В.Измерение значения амплитуды выходного напряжениягенератора возможно только при отключенном генераторе.Генератор включается и отключается кнопкой «ГЕНЕРАТОРВКЛ/ВЫКЛ».9. Включите генератор гармонического сигнала кнопкой«ГЕНЕРАТОР ВКЛ/ВЫКЛ».10.
Ручкой ВОЛЬТ/ДЕЛ оси Y установите уровень сигнала,обеспечивающий наилучший масштаб для наблюдения петлигистерезиса (рекомендуемое значение 5 – 1 ВОЛЬТ/ДЕЛ). РучкаПЛАВНО при этом должна быть повернута до упора по часовойстрелке.11. Вращением ручки «УСИЛЕНИЕ Х» на панели учебнойустановки, а также ручек (↔) (↕) для осей Х и Y наосциллографе установите изображение петли таким образом,чтобы картинка занимала ¾ экрана и была расположена строгопо центру относительно координатной сетки осциллографа.12. Проверьте симметричность установки изображенияотносительно осей Х и Y на шкале экрана и скопировать этоизображение на миллиметровую бумагу.13.
Измерьте Нкоэрц и Вост в относительных единицах (мм).14. Повторите опыт для 3х значений напряжения U. Сделатьвывод.Обработка результатов измеренийДанные установки:R=100 Ом, N1=150 витков, N2=650 витков, r = 0,015 м, S=3·104м21.Используя данные таблицы 1 и формулы (10), (5), (4)рассчитайте значения В (Тл), Н (А/м), µ.2.Постройте графики зависимости В (H), µ(H).3.Рассчитайте погрешности Δ В, Δ H, Δ µ:√()(√()()√()())(())()4.Записать окончательный результат для В и µ,соответствующих точке µmax.Контрольные вопросы1.2.3.4.5.6.7.Какая связь существует между векторами В,Н,J?8.Как определяют Нкоэр и Вост?Дать определение вектора В и вектора J.Объяснить два метода измерений.Вывести расчетные формулы.Каковы основные свойства ферромагнетиков?В чем заключается явление гистерезиса?Как с помощью осциллографа получают петлюгистерезиса?ЛИТЕРАТУРА:1.А.А.Детлаф, Б.М.
Яворский, «Курс физики». – М.: Высшаяшкола», 2002г.2. И.Е.Иродов, «Электромагнетизм. Основные законы». – М.:Бином. Лаборатория знаний, 2003г.3. И.В.Савельев, «Курс общей физики. Книга 2. Электричество и магнетизм», АСТ, Астрель, 2008г..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
