Лабораторная работа 5 исследование магнитных материалов осциллографическим методом

1 Цель работы

1.1 Исследовать магнитные свойства сердечника трансфор-матора напряжения из феррита.

1.2 Исследовать магнитные свойства сердечника трансфор-матора напряжения из электротехнической стали.

В результате выполненной работы студент должен:

знать - основные свойства, преимущества и недостатки, область применения магнитных материалов, магнитные характерис-тики, размерности магнитных параметров;

уметь - анализировать характеристики магнитных материалов с целью их сравнения, правильно выбрать материал для конкретного применения.

2 ПОясненИя к работе

Лабораторная работа выполняется на установке (см.рис.2.1), которая состоит из электронного осциллографа (на схеме не показан), двух исследуемых трансформаторов TV1 и TV2 с сердечниками из феррита и электротехнической стали, автотрансформатора Т1, автома-тического выключателя QF, промежуточного реле 1KV, реле напря-жения 2KV, измерительных приборов PA, PV1 и PV2, сигнальных ламп HL1 и HL2, трансформатора Т2 для питания сигнальных ламп HL1 и HL2, резисторов RR1, RR2, RR3, интегрирующей цепи RR4 - C.

Падение напряжения на резисторе RR3, пропорциональное напряженности магнитного поля (Н) в сердечниках трансформаторов TV1 или TV2, подается на пластины "X" осциллографа, а напряжение на конденсаторе С интегрирующей цепи RR4 - C, пропорциональное величине индукции (В) в сердечниках трансформаторов TV1 или TV2, подается на пластины "Y" осциллографа. Регулирование напряжения, которое подается на схему, осуществляется автотрансформатором Т1. При напряжениях от 0 В до 50 В исследуется трансформатор TV1 с сердечником из феррита. При напряжениях от 50 В до 100 В исследуется трансформатор TV2 с сердечником из электротехнической стали. Переключение трансформаторов TV1 и TV2 осуществляется автоматически с помощью реле напряжения 2KV и промежуточного реле 1KV при достижении на выходе автотрансформатора Т1 вели-чины напряжения порядка 50 В. Момент переключения фиксируется по загоранию сигнальной лампы HL2.

3 Указания к выполнению лабораторной работы и мероприятия по тб

3.1 Перед включением лабораторной установки рукоятку автотрансформатора Т1 поставить в исходное положение, вращая ее против часовой стрелки до упора. Подачу напряжения осуществлять только в присутствии преподавателя.

3.2 Включить тумблер "сеть" на осциллографе и прогреть его.

3.3 Рукоятку регулятора "диапазон частот" поставить в поло-ження "выкл.".

3.4 Рукоятки регуляторов "усиление" по входам на пластины осциллографа "X" и "Y" поставить в положение "0".

Рисунок 2.1 - Схема для исследования магнитных свойств сердечников трансформато-ров TV1 и TV2

3.5 Регуляторами положения луча выставить светлую точку в центр экрана осциллографа и отрегулировать яркость свечения. При необходимости откорректировать фокусирование луча.

3.6 Включить тумблером SA1 (на схеме не показанный) сетевой разделительный трансформатор.

3.7 Включить автоматический выключатель QF на панели лабораторной установки. При этом загорается сигнальная лампа HL1.

3.8 Наложить кальку или другой прозрачный материал на экран осциллографа для зарисовки изображения петли гистерезиса.

3.9 В присутствии преподавателя, постепенно увеличивая величину напряжения U₁ автотрансформатором Т1 и регулируя усиление по входам на пластины "X" и " Y " осциллографа, получить четкое изображение петли гистерезиса.

3.10 При установленных коэффициентах усиления осцилло-графа в пределах изменения напряжения U₁ от 10 В до 50 В, используя при этом вольтметр PV1, зарисовать на кальку с экрана осциллографа семейство из 4-5 петель гистерезиса для исследуемого сердечника трансформатора напряжения TV1 из феррита. Для каждого фиксиро-ванного напряжения U₁ одновременно регистрируются показания приборов РА и PV2. Полученные данные заносятся в протокол.

3.11 Не меняя усиление на входах осциллографа автотранс-форматором Т1 увеличить напряжение U₁ до величины более 50 В. При этом срабатывают реле напряжения 2KV и промежуточное реле 1KV, с помощью которого отключается трансформатор TV1 и подклю-чается к источнику питания трансформатор TV2 с сердечником из электротехнической стали, одновременно гаснет сигнальная лампа HL1 и загорается сигнальная лампа HL2.

3.12 В пределах изменения напряжения U₁ от 50 В до 100 В зарисовать на кальку с экрана осциллографа семейство из 4-5 петель гистерезиса для исследуемого сердечника трансформатора TV2 из электротехнической стали. Для каждой петли гистерезиса записать показание приборов, как и в п. 3.10.

3.13 После выполнения работы рукоятку автотрансформатора Т1 поставить у положения "0", отключить автоматический выключа-тель QF и все тумблеры управления.

3.14 Результаты измерений и расчетов занести в табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Исследование магнитных свойств сердечников трансформаторов напряжения

Наименование исследуемого образца	Измерено			Рассчитано
	U1	U2	I1	Bm	Hm	r	rн	rm	Pуд
	В	В	А	Тл	А/м	-	-	-	Вт/кг
Трансформатор TV1
Трансформатор TV2

Примечание. Полученные расчетные значения В_m; Н_m; _rн; _rm; P_уд сопоставить с аналогичными данными, которые приводятся в учебнике или справочной литературе для исследуемых магнитных материалов.