Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



3.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 3.2.1. Статические характеристики

Характеристики магнитных материалов, определяемые в постоянных или медленно меняющихся магнитных полях, называются статическими. К основным статическим характеристикам относятся начальная кривая намагничивания, основная кривая намагничивания и предельная симметричная петля гистерезиса.

Начальной кривой намагничивания называется зависимость магнитной индукции В от напряженности намагничивающего поля Я. В начальном состоянии материал должен быть размагниченным (Я = О, 5 = 0). При достаточном увеличении Я начальная кривая намагничивания В (Я) становится пологой (достигает насыщения) (рис. 3.5). Если движение по начальной кривой намагничивания прекратить, достигнув некоторой точки А {Hi, Bi), и плавно изменить напряженность поля Я до значения - Я и обратно, то кривая зависимости В (Я) опишет замкнутую петлю, называемую симметричной петлей гистерезиса. Каждой точке начальной кривой намагничивания будет соответствовать своя гисте-резисная петля. Если верхняя точка гистерезисной петли лежит в обла-

-z»

-Hi /

1 / °

Рис. 3.6

Рис. 3.5

Рис. 3.7

сти насьшдения, то ее форма и размеры будут оставаться неизменными. Такая петля называется предельной петлей гистерезиса (рис. 3.6). Практика показьюает, что получить хорошо воспроизводимую начальную кривую намагничивания затруднительно, поэтому вместо нее пользуются близкой к ней по форме основной кривой намагничивания, которая является геометрическим местом вершины симметричных петель гистерезиса (рис. 3.7).



основной кривой намагничивания (ОКН) можно построить кривую зависимости относительной магнитной проницаемости от магнитного поля:

=В{Н)Кио1Н). . • (3.13)

3.2.2. Динамические характеристики

Динамическими назьшаются характеристики, определяемые в переменных полях. Они зависят как от материала, так и от условий, при которых производится их определение (от формы образца, от параметров намагничивающего тока, режима намагничивания и т.п.).

Влияние вихревых токов, магнитной вязкости и других процессов деформирует гистерезисную петлю таким образом, что она становится ближе к эллипсу (особенно в области слабых токов и высоких частот). Такая кривая назьшается динамической петлей. Геометрическое место вершин динамических петель называется динамической кривой намагничивания.

В число основных динамических характеристик входят различные виды магнитной проницаемости и магнитные потери в материале при его намагничивании.

Так, в случае, если динамическая петля имеет форму эллипса, вводят понятие комплексной магнитной проницаемости:

= B/inoB) = це- = Hi - т , (3.14)

где и Я - комплексы эквивалентных синусоид магнитной индукции

и напряженности; ju = = y/fii + fJ-l = BlnH - модуль Koivm-

лексной проницаемости, который назьшается а1;тлитудной магнитной проницаемостью; tg5=At2/Mi - тангенс угла магнитных потерь.

Эквивалентные синусоиды выбираются такими, чтобы динагшчес-кая петля имела ту же форму, что и при реальных магнитной индукции и напряженности, которые, как правило, не являются синусоидами одновременно.

Полные потери на динамическое перемагничивание характеризуются площадью динамической петли. Поскольку динагшческие характеристики зависят от условий, при которых они определяются, эти условия в каждом конкретном случае должны быть четко оговорены.

3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Основным методом определения статических характеристик является индукционно-импульсный. Он реализуется при помощи балли-



образец

I R3

о

+ -

SA3/ о-*-

Рис. 3.8

стической установки, схема которой приведена на рис. 3.8. Катушка L1 служит для намагничивания образца, катушки L2 и L3 являются измерительными. Намагничивающая катушка L1 и измерительная катушка £2, предназначенная для измерения магнитной индукции, охватывают образец, тогда как катушка L3, с помощью которой измеряют напряженность магнитного поля, располагается у поверхности образца, не охватывая его. Образцовая катушка взаимной индуктивности Мс обмотками L4 и L5 используется для градуировки баллистического гальванометра PG. Цепь питания содержит источник постоянного напряжения, амперметры РА1 и РА2 с реостатами R1 и R2. Переключатель SA1 позволяет подключать источник питания либо к намагничивающей катушке Ы, либо к первичной обмотке L5 катушки взаимной индуктивности М. Переключатель SA2 позволяет менять полярность напряжения, подаваемого на катушки L1 или L5. Ключ SB служит для успокоения подвижной части гальванометра PG, переключатель SA3 позволяет закоротить ту часть цепи питания, которая состоит из амперметра РА2 и реостата R2 и используется только при определении точек петли гистерезиса. Переключатель SA4 дает возможность подключать гальванометр PG либо к катушке L2 для определения магнитной индукции, либо к катушке L3 для определения напряженности магнитного поля. Магазины сопротивления Ю и R4 позволяют изменять чувствительность измерительной цепи.

Экспериментальное определение постоянных по магнитному пото-фв ФН необходимых для измерения В и Н, производится при



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [35] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.016