Badanie materialow ferromagnetycznych, Politechnika �l�ska_____

Politechnika lska Studia Wieczorowe

w Gliwicach Wydzia Elektryczny

Sem. III 1995/96 Grupa: 3

Sprawozdanie

Temat: Badanie materia�w

ferromagnetycznych.

Sekcja II:

1) Biaymazur Mariusz

2) Czy Aleksander

3) Rocznik Dariusz

4) Samulak Dariusz

1. Cel wiczenia.

Celem wiczenia jest poznanie wybranych metod badania ferromagnetyk�w i warunk�w ich przeprowadzania. Wykonano pomiary okrelajce wasnoci dynamiczne blach transformatorowych aparatem Epsteina 25 cm przy czstotliwoci 50 Hz.

2. Wstp teoretyczny.

Materiay ferromagnetyczne znalazy bardzo szerokie zastosowanie w elektrotechnice, trudno sobie dzisiaj wyobrazi istnienie ycia bez silnika elektrycznego czy transformatora nie m�wiac o generatorach prdotw�rczych - urzdzeniach produkujcych energi elektryczn. Aby optymalnie wykorzysta materia uyty do budowy urzdzenia naley najpierw pozna jego waciwoci fizyczne. Wikszo parametr�w fizycznych materia�w wyznaczamy dowiadczalnie, w przypadku ferromagnetyk�w to przypadek labolatoryjnego wyznaczania charakterystyk statycznych oraz dynamicznych danej pr�bki materiau wyprodukowanej wedug cile okrelonej technologii. Dla ferromagnetyk�w najistotniejszymi parametrami s zalenoci indukcji pola magnetycznego B od natenia tego pola H, pr�bka badanego materiau powinna stanowi zamknity obw�d magnetyczny. Najprostszym ukadem do pomiar�w zalenoci B = f (H) jest ukad podany na poniszym schemacie :

0x01 graphic

uzwojenie Zp stanowi przetwornik indukcyjny do pomiaru indukcji B, natenie pola magnetycznego H oblicza si z zalenoci:

0x01 graphic

Badania materia�w ferromagnetycznych metodami zmiennoprdowymi przeprowadza si w celu uzyskania charakterystyk dynamicznych, w kt�rych to operuje si wartociami maksymalnymi Bm i�m. Indukcj magnetyczn Bm w badanej pr�bce wyznaczamy z pomiaru wartoci skutecznej SEM wyindukowanego w uzwojeniu pomiarowym badanej pr�bki i obliczamy z zalenoci:

0x01 graphic

natenie pola magnetycznego Hm wie si z pomiarem wartoci szczytowej prdu magnesujcego pyncego przez szeregowo poczone uzwojenia magnesujce wzorca indukcyjnoci wzajemnej oraz Aparatu Epsteina:

0x01 graphic

a mierzonej woltomierzem U_N wartoci tego napicia. Po przeksztaceniu wyej podanych zalenoci otrzymujemy, e:

0x01 graphic

Stosujc wytyczne zawarte w PN - 84 / H - 04450 dla wyznaczenia charakterystyk dynamicznych naley:

- oznaczy pr�bk /wymiary, liczba pask�w, gsto materiau/

- wyznaczy efektywn powierzchni przekroju poprzecznego

- wyznaczy efektywn mas czynn pr�bki

- wyznaczy warto natenia pola magnetycznego H_m odpowiadajcego napiciu U_N

- obliczy warto stratnoci magnetycznej

3. Przebieg wiczenia

W celu dokonania pomiar�w wielkoci elektrycznych niezbdnych do wyznaczenia charakterystyk B = f (H), p = f (B) oraz p = f (H) zmontowano nastpujcy ukad pomiarowy:

0x01 graphic

Atr - autotransformator typu TaR - 2,5 0�250 V; 2,5 kVA; 10 A,

TS - transformator separujcy I_mx " 5 A,

M - indukcyjno wzajemna , M = 0,0034 H; I_mx " 3 A,

EP - aparat Epsteina 25 cm nr 10/78; z₁ = 700; z₂ = 700;

R_N - rezystor wzorcowy 1,

P_w - watomierz ferrodynamiczny typu EL-21 nr 722 8753; R_v = 5 k; kl.0,5; cos = 0,1;

R_A = 0,03 ; zakres 75 V/ 2,5 A (1dz = 0,125 W)

V_H/V_B - woltomierze cyfrowe typu V531 i V534 nr 1566 i 7358,

R_v = 100 M; U_zakr=10, 100 V; kl.0,5,

A - amperomierz elektromagnetyczny typu LE-1, nr 304031, R_A (1A) = 950 m;

R_A (2A) = 240 m;

RC - ukad uredniajcy typu RC, = 235 ms,

O - oscyloskop typu SD-501XY nr 80441, V_x,V_y = 0,5 V/cm

Celem pomiar�w obitych naszym wiczeniem byo zebranie pewnej liczby wynik�w wykazanych przez przyrzdy pomiarowe dla wymuszenia prdu magnesujcego I z przedziau 0 - 1 A z krokiem 0,05A. Uzyskane wyniki pomiar�w zawiera ponisza tabela.

Tabela wynik�w pomiar�w

I [A]	U_H [V]	U_B [V]	P_w [W]	U [V]	H_M [A/m]
0,10	0,11	23,22	1,625	24	123
0,15	0,21	27,10	2,25	27	234,81
0,20	0,32	29,38	2,75	29,5
0,25	0,41	30,66	3	31
0,30	0,54	31,80	3,25	32
0,35	0,65	32,50	3,5	32,5
0,40	0,76	33,08	3,625	33
0,45	0,87	33,50	3,75	33,5
0,50	1,09	34,20	3,875	34
0,55	1,24	34,63	4	34,5
0,60
0,65	1,35	34,89	4	35
0,70	1,48	35,20	4,125	35
0,75	1,58	35,43	4,25	35
0,80	1,71	35,68	4,25	35,5
0,85	1,79	35,86	4,375	36
0,90	1,90	36,09	4,375	36
0,95	2,02	36,34	4,375	36
1,00	2,18	36,58	4,5	36,5
0,95	2,03	36,32	4,375	36
0,90	1,93	35,15	4,375	36
0,85	1,81	35,90	4,313	36
0,80	1,68	35,72	4,25	36
0,75	1,56	35,28	4,25	35
0,70	1,42	35,09	4,25	35
0,65	1,36	34,90	4,063	35
0,60	1,24	34,61	4	35
0,55	1,10	34,26	3,875	34
0,50	1,00	33,93	3,813	34
0,45	0,88	33,58	3,75	34
0,40	0,77	33,08	3,625	33
0,35	0,65	32,55	3,5	33
0,30	0,53	31,78	3,313	32
0,25	0,41	33,58	3	31
0,20	0,31	29,22	2,75	30
0,15	0,22	27,16	2,375	27
0,10	0,12	23,31	1,625	23

1. Obliczenie wartoci natenia pola magnetycznego H_M odpowiadajce napiciu U_H dokonano wedug wzoru:

0x01 graphic

gdzie : Z₁ - liczba zwoj�w uzwojenia magnesujcego = 700 zw

f - czstotliwo r�da zasilajcego = 50 Hz

M - warto wsp. indukcyjnoci wzajemnej = 0,0003 H

R_Z-warto rezystancji uzwojenia wt�rn. wzorca cewki indukcyjnoci wzajemnej = 0 / 3mH

R_W - rezystancja wew. woltomierza = 100 M

l_SR - rednia dugo obwodu magn. rdzenia = 0.94 m

0x01 graphic

2. Wyznaczanie wartoci B_M

Badanie materialow ferromagnetycznych, Politechnika �l�ska______Studia Wieczorowe