Определение статических характеристик магнитных материалов

Основным методом определения статических характеристик является индукционно-импульсный. Он реализуется при помощи баллистической установки, схема которой приведена на рис. 3.8. Катушка L1 служит для намагничивания образца, катушки L2 и LЗ являются измерительными. Намагничивающая катушка L1 и измерительная катушка L2 , предназначенная для измерения магнитной индукции, охватывают образец, тогда как катушка LЗ, с помощью которой измеряют напряженность магнитного поля, располагается у поверхности образца, не охватывая его. Образцовая катушка взаимной индуктивности М_с обмотками L4 и L5 используется для градуировки баллистического гальванометра РG. Цепь питания содержит источник постоянного напряжения, амперметры РА1 и РА2 с реостатами R1 и R2. Переключатель S А1 позволяет подключать источник питания либо к намагничивающей катушке L1, либо к первичной обмотке L5 катушки взаимной индуктивности М Переключатель SА2 позволяет менять полярность напряжения, подаваемого на катушки L1 или L5. Ключ SВ служит для успокоения подвижной части гальванометра РG, переключатель SАЗ позволяет закоротить ту часть цепи питания, которая состоит из амперметра РА2 и реостата R2 и используется только при определении точек петли гистерезиса. Переключатель SА4 дает возможность подключать гальванометр РG либо к катушке L2 для определения магнитной индукции, либо к катушке L3 для определения напряженности магнитного поля. Магазины сопротивления RЗ и R4 позволяют изменять чувствительность измерительной цепи.

Экспериментальное определение постоянных по магнитному потоку CF _B и CF _H , необходимых для измерения В и Н, производится при установке переключателя SА1 в положение 2 . При этом переключатель SА 3 должен быть замкнут. Переключатель SА4 устанавливается в требуемое положение (в положение 1 для определения CF _B и в положение 2 для определения CF _H ). Процедура определения постоянных совпадает с описанной в § 3.1. Направление тока в обмотке L5 изменяется при помощи переключателя SА2 .

В качестве примера определения статических характеристик рассмотрим получение основной кривой намагничивания. Прежде чем приступить к получению точек этой кривой, магнитный образец следует размагнитить. Для размагничивания переключатель SА1 ставят в положение 1, а переключатель SА 3 —в замкнутое положение. Затем реостатом R1 устанавливают в катушке L1 максимальное значение намагничивающего тока. После этого ток в катушке L1 медленно уменьшают до нуля, многократно меняя его направление переключателем SА2. После размагничивания можно приступить к получению первой точки основной кривой намагничивания. В катушке L1 устанавливают некоторое значение намагничивающего тока I₁и производят магнитную подготовку образца, заключающуюся в многократном (8—10 раз) изменении направления тока I₁,. При этом переключатель SА4 должен находиться в нейтральном положении, т.е. гальванометр РG должен быть отключен. Цель магнитной подготовки—добиться устойчивого, стабильного магнитного состояния образца. Ток I₁возбуждает магнитное поле Н₁, напряженность которого измеряется посредством измерительной катушки L3 и баллистического гальванометра РG (переключатель SА4 находится в положении 2 ). Направление тока в катушке L1 быстро изменяется на противоположное переключателем SА2 и производится отсчет первого максимального отклонения указателя баллистического гальванометра as _H1. На основании соотношений, аналогичных приведенным в § 3.1, можно получить

(3.15)

Для измерения магнитной индукции В₁, переключатель SА4 должен находиться в положении 1. При этом к баллистическому гальванометру подключается измерительная катушка L2. Изменение направления тока в катушке L1 приводит к перемагничиванию образца и наведению в катушке L2 ЭДС. Первое максимальное отклонение указателя баллистического гальванометра as _H1 связано со значением магнитной индукции В₁, соотношением

(3.16)

В (3.15) и (3.16) символами w₂, w₃ , и s₂, s₃ обозначены числа витков и площади катушек L2 и LЗ. Последующие точки основной кривой намагничивания находятся аналогично первой, но при больших значениях тока намагничивания

(I₁<I₂<I₃<...).

При помощи баллистической установки можно определить точки петли гистерезиса, а также некоторые важные статические параметры, такие, как коэрцитивная сила, коэффициент прямоугольности и др.