- 0,55 мм, діаметр вимірювальної обмотки - 0,25 мм. Вони були намотані таким чином, щоб магнітний потік у центральній частині складався, як показано на малюнку 5. Кількість витків первинної обмотки - 104, вторинної - 88, коефіцієнт заповнення - 0,8.
Малюнок 5. Напрям магнітного потоку в магнітопроводі
Вимірювання проводилися на лабораторному стенді в аудиторії 454, схема наведена на малюнку 6.
Осцилограф для отримання кривих намагнічування був відкалібрований за допомогою калібратора. Для цього на вхід осцилографа подавався сигнал 2 В і з екрана осцилографа знімалася довжина отриманої прямій. Масштаб осцилографа дорівнює відношенню довжини прямої на екрані до поданого на вхід сигналу.
Спочатку були вироблені еталонні вимірювання на тороїдальним сердечнику, встановленому на лабораторній установці.
Малюнок 6. Схема експериментальної установки [3]
Лабораторна установка включає в себе: змонтовані на єдиному щиті джерело живлення з регульованим від 0 до 23 В напругою частотою 50 Гц, Ш-подібний магнітопровід з замикаючої пластиною типу ШП з феромагнітного матеріалу з покладеним на нього намагничивающей w 1 та вимірювальної w 2 обмотками, вимірювальне опір R x у вигляді набору з трьох резисторів R 1 ... R 3, фільтр R ф З ф, а також вольтметр середніх значень, калібратор напруг і осцилограф.
Вибір одного з резисторів R 1 ... R 3 і бажаного сердечника здійснюється за допомогою зовнішніх з'єднань на складальному полі. Для того щоб виключити спотворення результатів через нагрівання сердечників при проходженні по обмотках струму струм включається тільки на час відліку кнопкою S 3. Потрібне значення струму встановлюється перемикачем S 2 [3].
4. Виконання роботи
Була зібрана схема експериментальної установки (рис. 5) за допомогою сполучних проводів і вироблена калібрування осцилографа по осі Ох.
В=4 см;
В/4 см=0,5 В/см=50 В/м.
Вимірювальне опір R x вибрано рівним 1 Ом.
За допомогою джерела живлення за допомогою повороту його перемикача S 2 подаємо на сердечник різні величини напруги змінного струму, замикаючи ключ S 3 і зчитуючи з осцилографа величину розмаху петлі по осі і знімаючи показання з вольтметра середніх значень.
Величину отриманого розмаху множимо на величину калібрування для отримання істинного значення в вольтах. Вольтметр середніх значень показує ефективне значення напруги, щоб перевести його в середнє необхідно отриману величину розділити на 1,11. Отримані дані представлені в таблиці 1. За формулою (2) обчислюємо середнє значення струму I cp, мА:
I cp=U cp/R x. (2)
Знаходимо максимальне значення напруженості магнітного поля H max, відповідне крайній правій точці осцилограми за формулою (3):
H max=U mRx w 1/R x L cp [A/м], (3)
де U mRx - значення напруги на R x, В,
L cp - середня довжина сердечника, м:
L cp=(2,5 + 7 + 5,5 + 25 + 7,5)? 2=95 [мм]=0,095 [м].
Максимальне значення магнітної індукції B max, відповідне крайней верхній точці осцилограми, знаходиться з використанням закону електромагнітної індукції за формулою (4):
B max=U 2cp/4fw 2 S 0 [Тл], (4)
де U 2cp - напруга на вимірювальній обмотці, В;
f - частота, Гц; f=50 Гц;
S 0 - перетин сердечника:
S 0=5? 11=55 мм 2=55? 10 - 6 м 2.
Також необхідно розрахувати значення відносно магнітної проникності? за формулою (1) для кожного із значень індукції і напруженості [3]. І далі за формулою (5) розраховуємо величину магнітного потоку Ф при різних значеннях? і Н.
Ф=Н ·? · S 0 (5)
Знаходимо величину сили, що намагнічує? за формулою (6) [4]: ??
? =U mRx · (k · S обм)/(? · W 1 · l cp), (6)
де k - коефіцієнт заповнення по міді, приймаємо k=0,8;
S обм - перетин дроту, з діаметром проводу d=0,55 мм=0,00055 м:
S обм =? · D/4=3,14 · (0,55 · 10 - 3) 2/4=0,24 · 10 - 6 м 2;
?- Питомий опір міді,? =1,72 · 10 - 8 Ом · м;
l cp - довжина 1 витка:
l cp=2? (5 + 11)=32 мм=32 · 10 - 3 м.
Всі початкові значення умов досвіду зведені в таблицю 1.
Табл...
