POLITECHNIKA RADOMSKA Wydz. TRANSPORTU		LABORATORIUM MIERNICTWA		Data:
		GRUPA	ZESPÓŁ	Rok akademicki
Nr. Ćwiczenia: 5	TEMAT: Pomiar strumienia magnetycznego oraz indukcji magnetycznej.			OCENA:

Cel ćwiczenia : celem ćwiczenia jest poznanie różnych metod pomiaru strumienia magnetycznego oraz indukcji , min. metody oscyloskopowej oraz metody strumienia magnetycznego.

1. Wyznaczanie pętli histerezy metodą oscyloskopową .

Rys. Schemat układu pomiarowego do obserwacji dynamicznej pętli histerezy.

Lp.	ax	H	ay	B	Uwagi
		cm	A/m	cm		T
1 2 3 4 5 6 7 8	0,7 1,2 2 3,4 4 4,3 4,8 5,5	184,21 315,79 526,32 894,74 1052,63 1131,58 1263,16 1447,37	1,1 2 2,8 3,7 3,9 4 4,1 4,1	0,28 0,509 0,713 0,942 0,993 1,018 1,044 1,044

Dane: R=69 kΩ , C=0,6 μF , Ra=950 mΩ

Przykładowe obliczenia :

Rys . Pierwotna krzywa magnesowania uzyskana metodą oscyloskopową .

2.Wyznaczanie pętli histerezy metodą stałoprądową ( za pomocą strumieniomierza ).

Rys. Schemat układu do wyznaczania pętli histerezy za pomocą strumieniomierza .

Io	H	α	B	UWAGI
A	A/cm	dz	T
0,25 0,51 0,77 0,9	125 255 385 450	7 15 22 24	0,431 0,923 1,353 1,476

Punkt pomiarowy	I	H	α	B
		A	A/cm	Dz	T
C	0,9	450	24	1,476
D	0,7	350	18	1,4
E	0,71	-355	20	-1,23
A	0,9	-450	25	-1,538
E'	0,61	-305	22	-1,4
D'	0,7	350	17	1,046
C	0,9	450	24	1,476

Rys. Pierwotna krzywa magnesowania (kolor niebieski ) oraz przebieg pętli histerezy (kolor różowy).

Wzory oraz przykładowe obliczenia:

Wnioski:

Celem ćwiczenia było poznanie różnych metod pomiaru strumienia magnetycznego oraz indukcji .

Pomiary przeprowadziliśmy dwoma metodami : oscyloskopową oraz z wykorzystaniem weberomierza .

Metoda oscyloskopowa umożliwia bezpośrednią obserwację pętli histerezy na ekranie oscyloskopu (co jest jej zaletą ). W układzie pomiarowym tej metody napięcie doprowadzone do płytek odchylania poziomego jest proporcjonalne do chwilowej wartości prądu magnesującego proporcjonalnego do natężenia pola magnetycznego . Zaś napięcie doprowadzone do płytek odchylania pionowego w oscyloskopie jest proporcjonalne do chwilowej wartości indukcji magnetycznej .

Chwilowa wartość spadku napięcia na rezystorze R1 podawana na płytki odchylania poziomego wyraża się następującym wzorem ( w poniższym wyrażeniu został wykorzystany wzór opisujący

prawo przepływu ) :

Ze powyższego wzoru widać , iż wartość chwilowa spadku napięcia na rezystorze R1 jest proporcjonalna do wartości chwilowej pola magnetycznego w badanej próbce .

Napięcie wyindukowane w uzwojeniu wtórnym próbki podawane jest na wejście układu całkującego ,

aby na jego wyjściu otrzymać wielkość proporcjonalną do chwilowej wartości indukcji B .

Napięcie na wyjściu członu całkującego wyraża się wzorem (z pewnym przybliżeniem) :

Z powyższego wzoru na wynika , że napięcie podawane na płytki odchylania pionowego

w oscyloskopie jest proporcjonalne do wartości chwilowej indukcji B(t) . Warunkiem poprawnej pracy układu , zgodnie z założeniem że reaktancja pojemnościowa członu całkującego jest o wiele razy mniejsza od wartości rezystancji , aby spadek napięcia na kondensatorze C był mały w porównaniu ze spadkiem napięcia na rezystancji R i aby obciążenie uzwojenia wtórnego próbki było małe .Po prawidłowym podłączeniu układu na ekranie oscyloskopu zaobserwujemy pętle histerezy . Pomiary pierwotnej krzywej magnesowania ,wykorzystując metodę oscyloskopową , polegają na wyznaczeniu współrzędnych kolejnych wierzchołków pętli histerezy . Znając współczynniki proporcjonalności ( c1 oraz k , opisanych powyżej ) określone przez parametry układu można odpowiednim współrzędnym x , y odczytanym z ekranu oscyloskopu przyporządkować wartości natężenia pola magnetycznego oraz indukcji . Otrzymana komutacyjna krzywa magnesowania będzie miejscem geometrycznym kolejnych wierzchołków pętli histerezy . ( przy określaniu H(t) oraz B(t)należy uwzględnić również czułość wyjścia X i Y oscyloskopu ).

Do pomiaru strumienia magnetycznego można również wykorzystać także galwanometr pełzny zwany również strumieniomierzem lub weberomierzem .Taką właśnie metodę pomiaru zastosowaliśmy w drugiej części ćwiczenia . Strumieniomierz jest przyrządem magnetoelektrycznym , który ma znikomy moment zwracający i dzięki temu po zadziałaniu impulsu organ ruchomy nie wraca natychmiastowo do położenia zerowego lecz z pewnym opóźnieniem .

Pomiaru strumienia magnetycznego Φ dokonuje się mierząc zmianę strumienia magnetycznego skojarzonego z cewką . Szybka zmiana strumienia magnetycznego w czasie spowoduje wyindukowanie się napięcia e .

Wskazówka strumieniomierza wychyli się skokowo i utrzyma przez pewien czas w danym położeniu , po czym powoli zacznie pełznąć do zera . Strumieniomierz pozwala na pomiar zmiany strumienia magnetycznego ΔΦ , a także przyrost indukcji magnetycznej ΔB:

Wyznaczanie krzywej magnesowania polega na zwiększaniu wartości prądu i odczycie wskazań weberomierza. Natomiast zdjęcie pętli histerezy polega na kilkakrotnej zmianie kierunku płynącego prądu aby znaleźć odpowiednie punkty pętli histerezy i odczycie wychylenia wskazówki fluksometru.

Łącząc uzyskane w ten sposób punkty uzyskujemy obraz pętli histerezy .

1

---