2. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка (рис.5) состоит из измерителя индуктивности 1 типа Е7-4 и термостата 4, в котором помещен исследуемый образец 3 в виде тороида с обмоткой с небольшим количеством витков. Измеритель индуктивности представляет собой универсальный четырехплечный мост R – L – Cс единым отсчетным плечом, что позволяет иметь на приборе единое отсчетное устройство. При измерении сопротивления, индуктивности или емкости питание моста осуществляется напряжением частотой 100 или 1000 Гц от встроенного генератора с мостом Вина на транзисторах. Инструкция по измерению индуктивности тороидального сердечника из феррита 1000НН приведена на рабочем месте. Термостат 4 снабжен термометром 2 для определения температуры в его рабочем объеме. Размеры исследуемого тороидального образца из феррита и число витков его обмотки приведены на рабочем месте.

Рассмотрим, как связаны между собой индуктивность сердечника L и магнитная проницаемость:

, (8)

Где– индуктивность сердечника;– магнитный поток;–ток, текущий через обмотку;– число витков, нанесенных на тороид;– поперечное сечение тороида;– магнитная постоянная;– магнитная проницаемость материала сердечника;– напряженность магнитного поля, создаваемого в образце током. Подставив в (8)_срили_ср, получим в системе СИ выражение

, (9)

Таким образом, начальная магнитная проницаемость определяется по формуле

𝝁_н , (10)

Где – индуктивность сердечника из исследуемого материала,мкГн;𝝁ₒ= 4Гн/см;– число витков обмотки на исследуемом феррите,– площадь поперечного сечения тороида, перпендикулярная магнитным силовым линиям, см²; _ср – средний диаметр тороида, см.

Для оценки температурных изменений магнитной проницаемости пользуются температурным коэффициентом проницаемости или;его рассчитывают для заданного интервалатемператур по формуле:

α_𝝁 , (11)

Где– начальная магнитная проницаемость образца при температуре(комнатная температура);– начальная магнитная проницаемость образца при.

Обычно считаютα_𝝁 в интервале температур от 20℃ (до 60℃ (.

3. Порядок выполнения работы

1. Убедиться, что начальная температураT₁рабочего объема термостата низка (не пре-вышает 30℃). В противном случае рабочий объем термостата охладить с помощью вентилятора.

2. Включить измеритель R – L – C, положение переключателя L ???? 200 мкГн.

3. Включить нагрев термостата (К2 вкл). Производить измерения индуктивности L₁через каждые 5℃ при нагреве образца от начальной температуры T₁ до такой более высокой T_n, при которой четко фиксируется очень резкое падение величины индуктивности L_n (менее 30 – 50 мкГн).

4. Повторить п.3 для L₂(положение переключателя К3–2), предварительно остудивдо t< 30℃, включив вентилятор В₁.

5. Рассчитать значения магнитной проницаемости 𝝁_нi для каждой температуры. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.

6. Рассчитать одно значение температурного коэффициента магнитной проницаемости α_𝝁в интервале температур от комнатной до 60℃.

4. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

• цель работы;

• краткое описание метода измерения индуктивности магнитной тороидальных сердечников с помощью универсального моста Е7-4; названия и марки приборов, которые используются при измерениях;

• описание исследуемого материала;

• расчетные формулы, их расшифровка, пример одного расчета;

• результаты эксперимента в виде таблицы и графика 𝝁(T)для феррита 1000НН и 2000НН;

• определение точки Кюри Ѳ по графику. В технике за точку Кюри ферритов принимают такую температуру, при которой 𝝁 принимает максимальное значение;

• расчет одного значения температурного коэффициента проницаемости в интервале температур от комнатой до 60℃;

• выводы по работе, краткое объяснение полученной зависимости 𝝁(T) , сопоставление полученных результатов с литературными данными.