Ćwiczenie 9 - Badanie własności statycznych materiałów

magnetycznie miękkich

Załącznik - protokół badań

1. Parametry cewki normalnej i próbek przygotowanych do badań

Ze względu na pracochłonność pomiarów badania należy przeprowadzić tylko na dwóch próbkach 1 i 3. Parametry próbek i cewki normalnej przedstawiają tabele 9.1 i 9.2.

Próbka 1. Próbka zamknięta pierścieniowa zwijana z taśmy magnetycznej ze stali krzemowej walcowanej na zimno. Szerokość taśmy 20 mm, średnica zewnętrzna 71 mm, wewnętrzna 57 mm. Nawinięty rdzeń został wyżarzony w temperaturze 800°C w czasie 0,5 godziny.

Próbka 3. Próbka ta jest próbką ramową wykonaną z ferrytu prasowanego magnetycznie miękkiego.

Tab. 9.1. Wymiary próbek przygotowanych do badań

Numer próbki	zp	zm	lśr	S
-	-	-	cm	cm^2
1	335	200	20,1	2,10
3	900	300	19,6	2,25

2. Rozmagnesowanie próbek

• pozycje wyłączników (załączenie układu rozmagnesowującego realizuje wyłącznik W₄),

W1	W2	W3	W4	W5
0	0	1	1	0

• odłączyć galwanometr balistyczny,

• po załączeniu źródła napięcia przemiennego wyregulować prąd magnesujący próbkę do wartości około 2A, a następnie stopniowo zmniejszyć do zera.

3. Skalowanie galwanometru balistycznego

Skalowanie przeprowadzamy za pomocą cewki normalnej. Przełączenie układu na proces skalowania dokonywany jest wyłącznikiem W₂. Wartości rezystancji w obwodzie galwanometru (w czasie skalowania i w czasie pomiarów) powinny wynosić:

R₃ = ∞, R₄ = 598 Ω (próbka 1) lub R₄ = 585 Ω (próbka 3).

• pozycje wyłączników podczas skalowania

W1	W2	W3	W4	W5
0	1	1	0	1

• po zamknięciu wyłącznika W₅ ustawić prąd płynący przez uzwojenie pierwotne cewki normalnej na około 2A za pomocą regulacji napięcia zasilającego do ok. 2 V,

• zmienić kierunek płynącego prądu (wyłącznik W₁) i odczytać wychylenie galwanometru α_max oraz prąd magnesujący I₁,

• obliczyć stałą galwanometru

.

4. Wyznaczanie przebiegu krzywej magnesowania i pętli histerezy

metodą kolejnych przyrostów

Dla porównania własności różnych materiałów magnetycznych wyznaczać będziemy pierwotną krzywą magnesowania i część pętli histerezy zwaną krzywą odmagnesowania (rys. 9.1). .




Rys. 9.1. Przykładowe pierwotne krzywe magnesowania i krzywe odmagnesowania.

1 - próbka ze stali krzemowej walcowanej na zimno, 2 - próbka z ferrytu miękkiego

W układzie pomiarowym (rys. 9.5) elementem umożliwiającym skokowe zmiany prądu magnesującego jest rezystor R₁. Składa się on z wielu rezystorów połączonych szeregowo. Zmiany prądu realizuje się poprzez zwieranie (lub rozwieranie) poszczególnych jego członów.

• pozycje wyłączników przed rozpoczęciem pomiarów:

W1	W2	W3	W4	W5
0	0	1	0	0

• zasilacz napięcia stałego (wyłączony) ustawić na 5V,

• załączyć zasilacz i odczytać wychylenie galwanometru a następnie wartość prądu magnesującego,

• następnych odczytów wskazań galwanometru i amperomierza należy dokonywać przy kolejnych zmianach rezystancji R₁ (zwieranie kolejnych jego członów) aż do uzyskania przez prąd magnesujący wartości około 2A.

• następnie, przechodząc do wyznaczania krzywej odmagnesowania, należy zmniejszać skokowo prąd magnesujący (rozwieranie oporników) aż do zera. Ostatni pomiar przy wyłączeniu zasilacza,

• zmienić biegunowość prądu magnesującego (wyłącznik W₁),

• kontynuować pomiary przy zwiększaniu prądu przeciwnej biegunowości do około -1A,

• wykonać obliczenia przyrostów indukcji (dodatnich i ujemnych) oraz natężenia pola magnetycznego

, ,

• wyniki pomiarów i obliczeń przedstawić w tabeli,

• wykonać wykresy B = f (H).

Tab. 9.3. Wyniki pomiarów i obliczeń

Lp.	Próbka nr 1					Próbka nr 3
		Im	αmax	H	ΔBi	B = ΣΔBi	Im	αmax	H	ΔBi	B = ΣΔBi
-	A	dz	A/m	T	T	A	dz	A/m	T	T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

5. Wnioski

1. Ustosunkować się do metod pomiarowych prezentowanych w ćwiczeniu

2. Porównać własności magnetyczne stali krzemowej zimnowalcowanej i ferrytu miękkiego pod kątem ich zastosowań

3. Porównać krzywe magnesowania: pierwotną i komutacyjną

Sprawozdanie powinno zawierać:

1. Cel ćwiczenia

2. Wyniki pomiarów i obliczeń (tabele)

3. Opracowanie wyników pomiarów (wykresy, przykłady obliczeń, analiza wyników badań)

4. Wnioski (obszerne)

5. Załącznik - protokół badań (ten dokument) podpisany przez prowadzącego zajęcia.

146 Ćwiczenie 9

Badanie właściwości statycznych materiałów magnetycznie miękkich 137

Ćwiczący:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Kielce, dnia ...............................

Podpis ........................................

Tab. 9.2. Parametry cewki normalnej

z1	z2	lśr	Sn
-	-	cm	cm^2
233	132	30	4,9

---