POLITECHNIKA LUBELSKA	Laboratorium materiałoznawstwa elektrycznego
	Ćwiczenie nr 3
Imię i nazwisko:	Semestr: III
Temat ćwiczenia: Badanie podstawowych właściwości magnetycznych materiałów ferromagnetycznych.	Data wykonania: 23.11.2012

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie własności magnetycznych na podstawie przeprowadzonych pomiarów, (maksymalną indukcję magnetyczną, maksymalne natężenie pola magnetycznego, indukcję szczątkową oraz natężenie pola koercji) oraz wykreślenie pętli histerezy zaobserwowanej na ekranie lampy oscyloskopowej.

Do obliczania będziemy korzystać ze wzorów:

$$H_{m} = \frac{N_{1}\left( V_{x}U_{x} \right)}{R_{1}I_{sr}}$$

$$B_{m} = \frac{R_{2}C\left( V_{y}U_{y} \right)}{N_{2}S}$$

Hm – maksymalne natężenie pola magnetycznego

Bm – indukcja maksymalna

N1 - uzwojenie pierwotne próbki

N2 – uzwojenie wtórne próbki

Vx – stała oscyloskopu odchylenia poziomego

Vy - stała oscyloskopu odchylenia pionowego

Ux – napięcie (oś X)

Uy – napięcie (oś Y)

R1 – rezystancja rezystora wejściowego

R2 – rezystancja rezystora po stronie wtórnej

Iśr – średnia droga strumienia magnetycznego

S – pole przekroju poprzecznego próbki

Schemat połączenia układu pomiarowego:

Tabela pomiarowa:

	Lp.	Bm	Hm	Bk	Hk	Bm	Hm	Bk	Hk	f
	-	dz	dz	dz	dz	T	A/m	T	A/m	Hz
ferryt	1	15	23	3	3	0,141	967,968	0,028	126,257	1,3 kHz
	2	13	20	3	3	0,122	841,711	0,028	126,257
	3	11	15	2	2	0,103	631,284	0,019	84,171
	4	8	11	1,5	1,5	0,075	462,941	0,014	63,128
	5	6,5	9	1	1	0,061	378,770	0,009	42,086
blacha transformatorowa	1	14	13	7,5	4,5	0,786	4,202	0,421	1,454	70 Hz
	2	12,5	10	7	4	0,702	3,232	0,393	1,293
	3	11	8	6	4	0,618	2,586	0,337	1,293
	4	9	6	5,5	3,5	0,506	1,939	0,309	1,131
	5	8	5	5	3	0,449	1,616	0,281	0,970
blacha na podwyższoną częstotliwość	1	10	13	4,5	4	1,896	1301,627	0,853	400,501	100 Hz
	2	9	10	4	3,5	1,706	1001,252	0,758	350,438
	3	8	8	3,5	3	1,517	801,001	0,664	300,375
	4	7	7	3	3	1,327	700,876	0,569	300,375
	5	6	5	2,5	2,5	1,138	500,626	0,474	250,313

	Lp.	Bm	Hm	Bk	Hk	Bm	Hm	Bk	Hk	f
	-	dz	dz	dz	dz	T	A/m	T	A/m	Hz
ferryt	1	12	16	2,5	3,5	0,113	673,369	0,023	147,300	1,8 kHz
	2	9	12	2	3	0,084	505,027	0,019	126,257
	3	7,5	10	1,5	2,5	0,070	420,856	0,014	105,214
	4	6	9	1	3	0,056	378,770	0,009	84,171
	5	5	7	0,5	3	0,047	294,599	0,005	84,171
blacha transformatorowa	1	12,5	10	7,5	4,5	0,702	3,232	0,421	1,454	100 Hz
	2	11	8	6,5	4	0,618	2,586	0,365	1,293
	3	9	6	6	4	0,506	1,939	0,337	1,293
	4	7	5	4,5	3,5	0,393	1,616	0,253	1,131
	5	6	4	4	3	0,337	1,293	0,225	0,970
blacha na podwyższoną częstotliwość	1	10	12	5	4,5	1,896	1201,502	0,948	450,563	130 Hz
	2	9	10,5	4,5	4	1,706	1051,314	0,853	400,501
	3	7,5	9	4	3,5	1,422	901,126	0,758	350,438
	4	7	6,5	3,5	3	1,327	650,814	0,664	300,375
	5	5	4,5	2,5	2,5	0,948	450,563	0,474	250,313

Parametry próbek:

Materiał	Vx	Vy	R1	R2	N1	N2	C	S	Iśr
	V/cm	V/cm	Ω	Ω	-	-	μF	m^2	m
ferryt	0,05	0,05	4,7	90	360	48	20	0,0002	0,091
blacha transformatorowa	0,1	0,1	4,7	910	300	60	20	0,00054	0,102
blacha na podwyższoną częstotliwość	0,1	0,1	4,7	910	480	32	20	0,0003	0,102

Przykładowe obliczenia:

(Ferryt 1 seria)

$$H_{m} = \frac{N_{1}\left( V_{x}U_{x} \right)}{R_{1}I_{sr}}$$

$$H_{m} = \frac{360\left( 0,05*23 \right)}{4,7*0,091} = 967,968\left\lbrack A/m \right\rbrack$$

$$B_{m} = \frac{R_{2}C\left( V_{y}U_{y} \right)}{N_{2}S}$$

$$B_{m} = \frac{90*20*10^{- 6}\left( 0,05*15 \right)}{48*0,0002} = 0,141\left\lbrack T \right\rbrack$$

Wnioski:

Z wykonanych pomiarów można zaobserwować, że charakterystyka dla ferrytu jest liniowa. Dla ferrytu zarówno indukcja szczątkowa jak i natężenie pola korekcji przyjmują najmniejsze wartości spośród wszystkich próbek. Widać, ze ferryt ma wąską pętlę histerezy.

Charakterystyki dla blachy na podwyższone częstotliwości i blachy transformatorowej nie są liniowe.

Dla blachy na podwyższone częstotliwości natężenie pola korekcji osiągało największe wartości, blacha ta ma najszerszą pętlę histerezy, więc można powiedzieć ze jest ciałem najtwardszym magnetycznie spośród badanych próbek.