MATERIALE FEROMAGNETICE

MATERIALE

FEROMAGNETICE

Scopul lucrarii:

Scopul acestei lucrari de laborator este determinarea dependentei permeabilitatii complexe relative magnetice a materialelor feromagnetice in functie de frecventa, precum si evidentierea curbei de histerezis care caracterizeaza aceste materiale.

Desfasurarea lucrarii:

1. Dependenta de frecventa a permeabilitatii magnetice relative complexe:

Se va realiza montajul din figura in care:

B este bobina (cu sau fara miez) a carei inductanta L si rezistenta de pierderi de tip serie r trebuie masurate;

G - generator sinusoidal (amplitudinea acestuia se fixeaza la U = 3 V);

VE - voltmetru electronic (instrument de nul);

R₂ si C₂ sunt o rezistenta si un condensator reglabile (cutii decadice de rezistoare, respectiv de condensatoare);

R₁ = R₃ = 1 KW sunt rezistente fixe;

Tr1:1 este un transformator de separare galvanica intre masa generatorului G si a voltmetrului electronic VE.

Puntea Maxwell-Wien pentru determinarea dependentei de frecventa a permeabilitatii magnetice relative complexe.

Principiul de determinare a inductantei L si rezistentei de pierderi r ale bobinei B se bazeaza pe particularitatile acestei punti. Se observa in figura ca puntea Maxwell-Wien se alimenteaza pe o diagonala cu un semnal sinus 414d31e oidal de frecventa reglabila, iar pe cealalta diagonala se masoara diferenta de tensiune. Daca este indeplinita conditia de acord a puntii:

Z₁·Z₃ = Z₂·Z₄ (16)

unde Z₁ si Z₃, respectiv Z₂ si Z₄ sunt impedantele de pe laturile opuse ale puntii, atunci tensiunea masurata de voltmetrul electronic VE este nula, indiferent de valoarea amplitudinii semnalului sinusoidal al generatorului G. Tinand cont de acestea masuratorile se vor efectua in felul urmator:

se acordeaza puntea prin modificarea valorilor rezistentei R₂ si a capacitatii C₂ (cutii decadice);

in momentul cand acordul a fost realizat, valorile L si r pot fi calculate din conditia de acord a puntii Maxwell-Wien, rezultand:

Se vor mai folosi relatiile:

, Q_m = m m'' , Q_mef(f) = m'_ef / m''_ef

Se dispune de 3 infasurari : bobina fara miez L₀ (N=300 spire) si bobinele L₁ si L₂, identice din punct de vedere geometric si avand acelasi numar de spire ca si L₀, realizate pe miezuri din tole E+I din tabla de siliciu. Diferenta intre L₁ si L₂ rezida in modul de asamblare a miezului: pentru bobina L₁ miezul este realizat din tole intretesute (fara intrefier), iar pentru bobina L₂ din tole asamblate neintretesut, cu intrefier.

Se conecteaza, pe rand, bobina L₁, respectiv L₂ in locul bobinei B din figura. Se fixeaza frecventa la valorile specificate in Tabelul 1 si se face acordul puntii pentru ca indicatia voltmetrului electronic VE sa fie minima.

In urma masuratorilor si a calculelor se obtine urmatorul tabel:

Tabelul 1

Valorile lui L₀ si r₀ au fost luate din Tabelul 2:

Se va observa slaba dependenta a valorilor L₀ si r_o de frecventa de masura in domeniul frecventelor joase.

Se vor reprezenta grafic dependentele m'(f), m''(f) si Q_m(f), respectiv m'_ef(f), m''_ef(f) si Q_mef(f).

2. Caracterizarea materialelor feromagnetice in regim de semnal mare

Principiul de masura a fost prezentat in sectiunea I.B. Cu ajutorul schemei din figura se vor vizualiza pe osciloscop curbele de histerezis dinamic pentru un material feromagnetic (circuit magnetic inchis) Tr₁ si pentru un material ferimagnetic in doua variante: Tr₂ ( circuit magnetic inchis) si Tr₃ (circuit magnetic cu intrefier). Infasurarile celor 3 transformatoare sunt identice ca geometrie si numar de spire (N = 1000 spire).

Montaj pentru vizualizarea caracteristicii de histerezis pentru diferite miezuri magnetice si pentru determinarea dependentei m = f(H).

In urma masuratorilor si calculelor se completeaza tabelul:

Tabelul 3

Pentru efectuarea calculelor s-au folosit urmatoarele:

N=1000 ; l_e = 190 mm ; A_e= 190 mm²

A_x = 1V/div ; A_y = 0,1 V/div.

H = k_x·nr.div oriz. ;  B = k_y·nr.div vert.

Tinand cont ca , obtinem:

Se vor trasa graficele m = f(H). Se va observa cum permeabilitatea magnetica creste de la o valoare initiala m_i, atinge o valoare maxima m_max, apoi scade catre o valoare m_sat