Politechnika Lubelska |
Laboratorium Metrologii |
|||
w Lublinie |
Ćwiczenie Nr 6. |
|||
Imię i nazwisko: Nowak Łukasz Krzyżanowski Adrian Ksiądz Jacek |
Semestr IV |
Grupa ED 4.1 |
Rok akad. 2010/2011 |
|
Temat ćwiczenia: Badanie podstawowych własności magnetycznych materiałów ferromagnetycznych. |
Data wykonania 09.03.2011 |
Ocena
|
||
Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest pomiar podstawowych właściwości magnetycznych różnych próbek materiałów ferromagnetycznych.
Układ pomiarowy:
tr
Spis przyrządów:
Generator przebiegów sinusoidalnych;
Układ materiałów ferromagnetycznych składających się z:
próbki z ferrytu;
próbki z blachy transformatorowej;
próbki z blachy na podwyższone częstotliwości.
oscyloskop dwukanałowy.
Przebieg pomiarów:
Badanie rozpoczęliśmy od wybrania odpowiedniej próbki materiału ferromagnetycznego, a następnie ustawieniu żądanej częstotliwości sygnału sinusoidalnego doprowadzonego do układu. Na ekranie oscyloskopu zaobserwowaliśmy zależność B=f(H), zwaną pętla histerezy. Z tej krzywej odczytaliśmy wartości:
Bm- maksymalna indukcję magnetyczną;
Hm- maksymalne natężenie pola magnetycznego;
Bk- indukcję koercji;
Hk- natężenie pola koercji.
B
Wartości odczytywaliśmy z jednej połówki, gdyż pętla histerezy jest krzywa symetryczną. Odczytanie wartości umieściliśmy w tabeli pomiarowej.
Parametry próbek:
Materiał: |
Vx |
Vy |
Ri |
R2 |
Ni |
N2 |
C |
S |
Isr |
|
V/cm |
V/cm |
Ω |
Ω |
- |
- |
µF |
m2 |
m |
Ferryt |
0,05 |
0,05 |
4,7 |
90 |
360 |
48 |
20 |
0,0002 |
0,091 |
Blacha na podwyższone częstotliwości |
0,1 |
0,1 |
4,7 |
910 |
480 |
32 |
20 |
0,0003 |
0,102 |
Blacha transformatorowa |
0,1 |
0,1 |
4,7 |
910 |
300 |
60 |
20 |
0,00054 |
0,102 |
Tabela pomiarowa:
Lp |
f[Hz] |
Bm[dz] |
Hm[dz] |
Bk[dz] |
Hk[dz] |
Bm[T] |
Hm[A/m] |
Bk[T] |
Hk[A/m] |
|
1 |
1300 |
3,6 |
5,8 |
0,8 |
0,8 |
0,34 |
244,10 |
0,075 |
33,67 |
Ferryt |
2 |
1300 |
3,4 |
4,4 |
0,7 |
0,7 |
0,32 |
185,18 |
0,066 |
29,46 |
|
3 |
1300 |
3,1 |
3,9 |
0,6 |
0,6 |
0,29 |
164,13 |
0,056 |
25,25 |
|
4 |
1300 |
2,8 |
3,4 |
0,55 |
0,55 |
0,26 |
143,09 |
0,052 |
23,15 |
|
5 |
1300 |
2,6 |
3,2 |
0,5 |
0,5 |
0,24 |
134,67 |
0,047 |
21,04 |
|
6 |
1300 |
2,2 |
2,7 |
0,4 |
0,4 |
0,21 |
113,63 |
0,038 |
16,83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1800 |
2,9 |
3,6 |
0,8 |
0,8 |
0,27 |
151,51 |
0,075 |
33,67 |
|
2 |
1800 |
2,8 |
3,4 |
0,7 |
0,7 |
0,26 |
143,09 |
0,066 |
29,46 |
|
3 |
1800 |
2,6 |
3 |
0,6 |
0,6 |
0,24 |
126,26 |
0,056 |
25,25 |
|
4 |
1800 |
2,3 |
2,8 |
0,5 |
0,5 |
0,22 |
117,84 |
0,047 |
21,04 |
|
5 |
1800 |
2 |
2,4 |
0,45 |
0,45 |
0,19 |
101,01 |
0,042 |
18,94 |
|
6 |
1800 |
1,4 |
1,8 |
0,2 |
0,4 |
0,13 |
75,75 |
0,019 |
16,83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
70 |
3,4 |
2,8 |
1,7 |
0,8 |
1,91 |
175,22 |
0,955 |
50,06 |
Blacha transformatorowa |
2 |
70 |
3,1 |
2,4 |
1,6 |
0,8 |
1,74 |
150,19 |
0,899 |
50,06 |
|
3 |
70 |
2,8 |
1,9 |
1,5 |
0,8 |
1,57 |
118,90 |
0,843 |
50,06 |
|
4 |
70 |
2,4 |
1,6 |
1,3 |
0,7 |
1,35 |
100,13 |
0,730 |
43,80 |
|
5 |
70 |
2,1 |
1,3 |
1,2 |
0,6 |
1,18 |
81,35 |
0,674 |
37,55 |
|
6 |
70 |
1,6 |
1 |
0,9 |
0,5 |
0,90 |
62,58 |
0,506 |
31,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
100 |
3,4 |
3 |
1,9 |
1 |
1,91 |
187,73 |
1,067 |
62,58 |
|
2 |
100 |
3,2 |
2,5 |
1,8 |
1 |
1,80 |
156,45 |
1,011 |
62,58 |
|
3 |
100 |
2,8 |
2 |
1,7 |
0,9 |
1,57 |
125,16 |
0,955 |
56,32 |
|
4 |
100 |
2,4 |
1,6 |
1,5 |
0,8 |
1,35 |
100,13 |
0,843 |
50,06 |
|
5 |
100 |
2,1 |
1,4 |
1,3 |
0,75 |
1,18 |
87,61 |
0,730 |
46,93 |
|
6 |
100 |
1,7 |
1,1 |
1,1 |
0,6 |
0,95 |
68,84 |
0,618 |
37,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
100 |
2,6 |
3,4 |
1 |
0,8 |
4,93 |
340,43 |
1,90 |
50,06 |
Blacha na podwyższone częstotliwości |
2 |
100 |
2,4 |
2,6 |
0,9 |
0,6 |
4,55 |
260,33 |
1,71 |
37,55 |
|
3 |
100 |
2,2 |
2,2 |
0,9 |
0,6 |
4,17 |
220,28 |
1,71 |
37,55 |
|
4 |
100 |
2 |
1,7 |
0,8 |
0,6 |
3,79 |
170,21 |
1,52 |
37,55 |
|
5 |
100 |
1,8 |
1,4 |
0,7 |
0,5 |
3,41 |
140,18 |
1,33 |
31,29 |
|
6 |
100 |
1,4 |
1,2 |
0,6 |
0,5 |
2,65 |
120,15 |
1,14 |
31,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
130 |
2,5 |
3 |
1,2 |
0,8 |
4,74 |
300,38 |
2,28 |
50,06 |
|
2 |
130 |
2,2 |
2,2 |
1 |
0,7 |
4,17 |
220,28 |
1,90 |
43,80 |
|
3 |
130 |
2 |
1,8 |
0,9 |
0,6 |
3,79 |
180,23 |
1,71 |
37,55 |
|
4 |
130 |
1,7 |
1,4 |
0,8 |
0,6 |
3,22 |
140,18 |
1,52 |
37,55 |
|
5 |
130 |
1,4 |
1,2 |
0,7 |
0,5 |
2,65 |
120,15 |
1,33 |
31,29 |
|
6 |
130 |
1,1 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
2,09 |
80,10 |
1,14 |
25,03 |
|
Przykładowe obliczenia :
Dla ferrytu-1,3kHz
Hm=N1(VxUx)/R1lśr=360(0,05*5,8)/4,7*0,091=244,09 A/m
Bm=R2C(VyUx)/N2S=90*0,0002(0,05*3,6)/48*0,0002=0,33 T
Wnioski:
Z wykonanych pomiarów można zaobserwować, że charakterystyki dla ferrytu są liniowe. Wraz ze zmianą częstotliwości na wyższą maksymalna wartości indykcji magnetycznej i natężenie pola magnetycznego zmniejszają się. Dla ferrytu zarówno indukcja szczątkowa jak i natężenie pola koercji przyjmują najmniejsze wartości spośród wszystkich próbek. Widać, ze ferryt ma wąską pętle histerezy. Charakterystyki dla blachy na podwyższoną częstotliwość i blachy transformatorowej charakterystyki nie są liniowe. Wraz ze zwiększeniem częstotliwości maksymalne zaobserwowane prze nas wartości indykcji magnetycznej i natężenia pola magnetycznego również rosną. Na charakterystyce blachy transformatorowej dla 70 Hz można zaobserwować nierównomierny przyrost indukcji względem natężenia. Dla blach na podwyższone częstotliwości natężenie pola koercji osiągało najwyższe wartości, blacha ta ma najszersza pętle histerezy, więc można powiedzieć ze jest ciałem najtwardszym magnetycznie spośród próbek badanych podczas pomiarów