2.4. Необходимые данные для вычислений

Установка:

• резистор в цепи первичной обмотки R = 40 Ом;

• количество витков первичной обмотки N₁ = 250 витков;

• количество витков вторичной обмотки N₂=650 витков;

• резистор интегрирующей цепочки R_и=4500 Ом;

• конденсатор интегрирующей цепочки С_и=0,68 мкФ.

Исследуемый образец:

• средний радиус тороида r=0,015 м;

• площадь поперечного сечения образца S=1,8∙10^-4 м².

3. Порядок выполнения работы

1. Перед выполнением лабораторной работы рекомендуется ознакомиться с принципом работы электронного осциллографа.

2. Перед включением следует проверить целостность всех соединительных и сетевых проводов устройств.

3. Включить лабораторный модуль и осциллограф в сеть ~220 В.

4. Установить переключатель «СЕТЬ» на панелях установки и осциллографа в положение «ВКЛ». При этом должны загореться соответствующие сигнальные светодиоды.

5. Соединительными проводами подключить выходы Х и Y установки к соответствующим входам осциллографа.

6. Установить частоту для исследования явления гистерезиса ферромагнитного образца с помощью кнопок «ЧАСТОТА» на передней панели модуля. Текущее значение частоты генератора индуцируется на жидкокристаллическом дисплее установки. Оптимальное значение частоты 900 – 1000 Гц,.

7. С помощью кнопок «АМПЛИТУДА» на панели установки задать уровень сигнала с выхода генератора U~ в пределах 2.2 – 3.2 В. Этому соответствует индикация GN – усиление = 38 – 41 единиц.

8. Нажав кнопку X-Y на передней панели осциллографа, перевести осциллограф в режим сложения двух колебаний.

9. Перевести лабораторную установку в режим наблюдения петли гистерезиса. Для этого кнопка «╩» на панели осциллографа должна быть отжата.

10. Ручкой «ВОЛЬТ/ДЕЛ» оси Y установить уровень сигнала, дающий наилучший масштаб для наблюдения петли гистерезиса. Рекомендуемое значение 0,5 – 1 В/дел. Для корректировки положения фигуры можно использовать ручки осциллографа. Ручка «ПЛАВНО» при этом должна быть повернута до упора по часовой стрелке, так как только в этом положении показания чувствительности канала Y определяются подписями около ручки «ВОЛЬТ/ДЕЛ» оси Y осциллографа.

11. Получить на экране осциллографа изображение петли гистерезиса. Установить петлю симметрично относительно оси Х и Y на шкале экрана. Скопировать изображение на миллиметровую бумагу по клеткам.

12. Произвести калибровку оси Х осциллографа. Для этого необходимо нажать кнопку «╩» на панели осциллографа. При этом ось Y выключается, а напряжение с генератора подается на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа, и на экране появляется горизонтальная линия. Встроенный цифровой вольтметр измеряет амплитудное значение напряжения. По осциллографу можно измерить длину горизонтальной линии на экране. Эта длина пропорциональна удвоенной амплитуде входного напряжения. Тогда коэффициент

,

где – показания вольтметра в вольтах, – длина горизонтальной линии в клетках (делениях). Для проведения калибровки требуется, изменяя с помощью кнопок «АМПЛИТУДА» напряжение генератора, снять зависимость от напряжения U₀, рассчитать коэффициент для четырех значений напряжения и соответствующих этим напряжениям длин горизонтальных линий и определить среднее значение коэффициента чувствительности (см. таблицу 3.1).

13. Вычислить коэффициенты   для формул (2.7) и (2.11).

14. Отжать кнопку «╩» на панели осциллографа и повторить п.7. Определить координаты Х_С (точка пересечения с осью X) и Y_r (точка пересечения с осью Y) петли гистерезиса на шкале экрана. По формулам (2.7) и (2.11) рассчитать коэрцитивную силу Н_С и остаточную индукцию В_r.

15. Измерить координаты Х_m и Y_m (точка насыщения на рисунке 9) петли гистерезиса. По формулам (2.7), (2.11) и (2.1) вычислить соответствующие значения Н_m, В_m,  и занести эти данные в таблицу 3.2.

16. Изменяя напряжение с выхода генератора кнопками «АМПЛИТУДА» в пределах GN = 23 – 45, установить поочередно другие значения напряжения генератора GN (при низкой амплитуде петля гистерезиса практически превращается в эллипс), получить соответствующие им частные петли гистерезиса и выполнить измерения и вычисления по п.15. Данные заносятся в таблицу 3.2.

17. По данным таблицы 3.2 построить график зависимости В = f(H) – основную кривую намагничивания, а также график зависимости   f(H).

18. Графически оценить напряженность поля, соответствующее максимуму магнитной проницаемости материала .

19. Установив значение амплитуды генератора GN на уровне 38 – 42 и изменяя частоту генератора, исследовать изменение формы петли на различных частотах и отобразить результаты наблюдений при написании вывода.

20. По окончании работы установить все переключатели в положение «ВЫКЛ» и вынуть штепсели из электрических розеток.

Таблица 3.1

lx, деления	, В
–	–	= [В/дел.]

Таблица 3.2

Хm , дел.	Ym , дел.	Нm, А/м	Вm, Тл