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:

1. Generator przebiegów sinusoidalnych;

2. Układ materiałów ferromagnetycznych składających się z:

1. próbki z ferrytu;

2. próbki z blachy transformatorowej;

3. próbki z blachy na podwyższone częstotliwości.

3. 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:

B_m- maksymalna indukcję magnetyczną;

H_m- maksymalne natężenie pola magnetycznego;

B_k- indukcję koercji;

H_k- 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	m^2	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

H_m=N₁(V_xU_x)/R₁l_śr=360(0,05*5,8)/4,7*0,091=244,09 A/m

B_m=R₂C(V_yU_x)/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

---