Файл: 1. исследование электрических свойств проводниковых материалов.doc

Установить переключатель S1 на измерительном стенде в положение "Измерение" (И). Провести измерения при частотах 50, 75, 100, 150, 200, 400, 600 и 800 Гц следующим образом. На каждой частоте при положении переключателя S2, соответствующем U_R, установить сигнал, при котором U_R=30 мВ (контролируется внешним вольтметром).

Переключив S2 в положение U_ВХ, измерить величину входного напряжения. Результаты записать в табл.8.3.

Таблица 8.3

Частотная зависимость магнитной проницаемости

f, Гц	UR, мВ	UВХ, мВ	L, Гн	μЭФ

8.4. Обработка результатов
1. По данным 8.3.1 с учетом выражений (8.3) и (8.7) определить масштабы горизонтальной и вертикальной осей осциллографа по формулам:

; ,

где R_Т = 10 Ом; r_ср = 0,021 м; W₁ = 100; W₂ = 1330; С_И = 10 ^-6 Ф; R_И = 300 кОм; S = 1·10^-4 м² ; Х₀ и Y₀ - координаты вершин ПГ при градуировке осей осциллографа.
2. По данным 8.3.2 вычислить напряженность поля и магнитную индукцию в образце, соответствующие отклонениям луча осциллографа в точках с координатами (Х, Y):

H_m = m_HX, B_m = m_BY при К_X = K_Y = 10;

H_m = 0,1 m_HX, B_m = 0,1 m_BY при К_X = K_Y = 1.

Найти магнитную проницаемость по формуле (8.1). Результаты занести в табл.8.1.
3. По полученным данным построить на одном графике кривую намагничивания В_m(Н_m) и зависимость магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля μ(Н_m) для исследованного ферромагнитного материала.
4. По семейству петель гистерезиса, соответствующих различным значениям индукции в образце, определить энергию, поглощаемую в единице массы ферромагнетика за один цикл перемагничивания по формуле:

Э = a S_П m_Hm_В /ρ , (8.6)

где ρ - плотность исследуемого материала (для пермаллоя ρ = 8600 кг/м

---

³), S_П, мм² - площадь ПГ, (ее можно найти, наложив кальки с петлями гистерезиса на миллиметровую бумагу), a = 1/150 - коэффициент, учитывающий размер масштабной сетки экрана осциллографа. Результаты занести в табл.8.1.
5. Построить зависимость потерь энергии в образце от магнитной индукции в виде графика lgЭ(lgВ_m), аппроксимируя экспериментальные данные прямой линией. Из наклона этой прямой к оси абсцисс найти показатель степени n в формуле (8.2).
6. По данным, полученным в п. 8.3.3, определив площади предельных петель гистерезиса на разных частотах, рассчитать соответствующие им потери энергии в образце по формуле (8.6). Результаты занести в табл.8.2.
7. Построить частотную зависимость потерь энергии в образце в виде графика Э(f). Экстраполируя полученную прямую линию к f = 0 (т.е. до пересечения с вертикальной осью), найти потери энергии на гистерезис Э_Г. Для каждого значения частоты определить потери на вихревые токи как Э_ВТ = Э – Э_Г . Пользуясь формулами (8.2), рассчитать удельные мощности потерь на гистерезис Р_Г и вихревые токи Р_ВТ. Результаты занести в табл.8.2.
8. По данным, полученным в п. 8.3.4, вычислить напряжение на катушке индуктивности с испытуемым сердечником по формуле:




U_L = √ U_ВХ² – U_R² .
Рассчитать ее индуктивность L = U_L / (2π f I), где I = U_R / R_Т - протекающий в цепи ток. Определить эффективную магнитную проницаемость по формуле:
μ_ЭФ = (2π Lr_ср) / (μ₀ W₁² S).
Расчет провести для всех частот. Результаты занести в табл.8.3.
9. По данным табл. 8.3 построить частотную зависимость эффективной магнитной проницаемости μ_ЭФ(f).
8.5. Контрольные вопросы
1. Каким образом на экране осциллографа можно получить ПГ?

2. Какие механизмы перемагничивания обусловливают гистерезисные свойства ферромагнетика?

3. Объясните зависимость магнитной проницаемости ферромагнетика от напряженности магнитного поля.

4. Назовите основные виды потерь в ферромагнитных сердечниках. Какие потери и почему более опасны на высоких частотах?

5. Как объяснить влияние частоты на значение магнитной проницаемости металлического ферромагнетика?

Министерств образования РФ

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

---

Методические указания

к лабораторным работам по дисциплине

«МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ»
Санкт-Петербург 1996


УДК 621, 322
385__

М 34
Материалы электронной техники: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "Материалы и элементы электронной Техники" /.Сост.: Б.Л.Антипов, В.П.Афанасьев, И.А.Ганенков. И. И. Зятьков, Ю. Л. Ильин, В. П. Мирошкин. С. Ю. Овчинников, А. В. Соломонов. В.С.Сорокин; Под ред. Ю.Л.Ильина; ГЭТУ. СПб., 1996. 64 с.
Дается описание лабораторных работ по исследованию электрических свойств проводниковых материалов; электрических, фотоэлектрических и гальваномагнитиых свойств полупроводниковых материалов; электрических свойств диэлектрических, конденсаторных и сегнетоэлектрических материалов; магнитных свойств металлических ферромагнитных и ферритовых материалов.

Предназначены для студентов ЭТУ всех специальностей.

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний.

---