Домашняя подготовка к работе. Для получения допуска к работе необходимо:

Для получения допуска к работе необходимо:

5.1. Ознакомиться с теоретической частью работы и рекомендуемой к использованию учебной литературой.

5.2. Рассчитать глубину проникновения ЭМП для медного проводника (по заданию , проводимость меди )

5.3. Рассчитать по формулам (24) и (26) напряженность магнитного поля и плотность тока по высоте проводника. Результаты расчета представить в таблице (параметры задания , , , в расчете принять толщину проводника равной ширине паза). Используя расчетные данные, приведенные в таблице, построить на графике зависимости и .

Таблица

5.4. Определить активное и реактивное сопротивление медного проводника в пазу по формуле (33), сохранив условия задания, указанные в пункте 5.3.

Рабочее задание и порядок выполнения работы

6.1. Ознакомиться с цифровым прибором измерения магнитной индукции – миллитесламетром, а именно:

· работа прибора в режиме измерения среднего за период значения ;

· работа прибора в режиме измерения амплитудного значения ;

· единицы и пределы измерения цифрового прибора;

· амплитудное значение магнитной индукции по среднему значению при синусоидальном токе сводится к расчету по формуле ;

· значение напряженности магнитного поля по измеренному значению магнитной индукции в данной точке, используя международную систему единиц измерения, сводится к расчету по формуле .

6.2. Измерить действующее значение тока в проводнике с помощью цифрового мультиметра. При использовании цифрового мультиметра ток во вторичной обмотке ТТ определить, используя закон Ома . Сопротивление . Ток в первичной обмотке ТТ определить по формуле . Для используемого ТТ коэффициент трансформации

6.3. Измерить среднее значение магнитной индукции с помощью миллитесламетра, погружая датчик Холла в ферромагнитный паз на различную глубину от поверхности паза. Рассчитать по измеренным средним значениям магнитной индукции амплитудные значения в этих точках по высоте проводника в пазу.

6.4. Измерить действующее значение магнитной индукции на поверхности паза в точке, расположенной посередине паза. Принимая магнитную индукцию постоянной на поверхности паза определить по измеренному значению индукции магнитное напряжение между стенками паза , где - ширина паза. Сравнить полученное значение магнитного напряжения с действующим значением тока в проводнике, расположенном в пазу.

6.5. Ознакомиться с инструкцией по использованию USB - осциллографа для записи сигналов (рис. 2), на входы которого Вх 1. (Канал А) поступает сигнал тока в виде падения напряжения на измерительном сопротивлении и Вх. 2 (Канал B) поступает сигнал напряжения, пропорциональный временной форме кривой магнитной индукции в точке, где находится датчик Холла.

6.6. Записать сигналы, поступающие на входы Вх 1 и Вх.2 для медного проводника в точках в текстовом файле.

6.7. По измеренным данным в пункте 6.6 вычислить угол сдвига фаз между током и магнитной индукцией по высоте проводника в пазу.

6.8. По данным пункта 6.6 построить на графике экспериментальные кривые распределения напряженности магнитного поля и плотности тока по высоте проводника.

7 Контрольные вопросы

7.1. Поясните физическую сущность явления поверхностного эффекта в ферромагнитном пазу?

7.2. К чему приводит неравномерное распределение плотности тока по высоте проводника в пазу?

7.3. На чем основана методика расчета активного и индуктивного сопротивления проводника в ферромагнитном пазу?

7.4. Каким образом на основе экспериментальных данных, полученных с помощью АПИК, можно найти активное и индуктивное сопротивление проводника в ферромагнитном пазу?

7.5. Какие факторы оказывают влияние на поверхностный эффект в ферромагнитном пазу? Приведите примеры такого влияния.

Содержание отчета

1. Изложить цель работы и дать разъяснения по изучению явления поверхностного эффекта в ферромагнитном пазу.

2. Привести электрическую схему лабораторного стенда по изучению поверхностного эффекта в ферромагнитном пазу.

3. Привести формулы для расчета напряженности магнитного поля и плотности тока в проводнике, расположенном в ферромагнитном пазу, а также формулы для определения его активного и реактивного сопротивления.

4. Привести результаты расчета по пункту 5.2 глубины проникновения ЭМП в медный проводник в пазу при частоте .

5. Построить по пункту 5.3 графики распределения напряженности магнитного поля и плотности тока по высоте проводника.

6. Привести по пункту 5.4 результаты расчета активного и реактивного сопротивления проводника в пазу при частоте .

7. Представить измеренные данные по пункту 6.2 действующее значение тока в проводнике.

8. Представить по пункту 6.3 измеренные амплитудные значения индукции в точках расположения датчика Холла.

9. Объяснить, почему магнитное напряжение, измеренное между стенками паза на его поверхности в пункте 6.4, практически равно действующему значению току в проводнике, расположенном в пазу?

10. Объяснить по данным пункта 6.7 причину сдвига по фазе тока и магнитной индукции по высоте проводника в ферромагнитном пазу.

11. Включить в отчет ответы на контрольные вопросы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. Учебник – 9-е изд. перераб. и доп. – М.: Гардарики, 2001. – 317 с.: ил. с.

2. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 3. – 4-е изд. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. – СПб.: Питер, 2003, 242-245.

3. Теоретические основы электротехники: часть 3. Теория электромагнитного поля. М., «Энергия», 1969, с. 267-270.

4. Ламмеранер, И., Штафль, М. Вихревые токи. М.-Л. «Энергия», 1967, с. 99 – 105.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

НАМАГНИЧИВАНИЕ И РАЗМАГНИЧИВАНИЕ МАГНИТОТВЁРДОГО

ФЕРРОМАГНЕТИКА

Цель работы

Целью работы являются:

– изучение процессов намагничивания импульсным током и размагничивания переменным током магнитотвёрдого ферромагнетика (поршневого чугунного кольца);

– приобретение навыков работы с современными средствами измерения магнитного поля.