- •Реферат
- •Содержание
- •Введение
- •Литературный обзор
- •Магнитоупругие явления в ферромагнетиках
- •Экспериментальные результаты испытаний механических характеристик ферромагнетиков.
- •Статические нагрузки
- •Динамические нагрузки.
- •Исследовательская часть
- •Обоснование результатов экспериментов
- •Описание лабораторной работы
- •Заключение
- •Список использованных источников
Исследовательская часть
Описание установки. Результаты практической работы.
Для проведения эксперимента была использована установка, состоящая из генератора низкочастотных сигналов, двухлучевого осциллографа, источника постоянного тока, колец Гельмгольца, пьезокерамических резонаторов, измерительной катушки и ферритового стержня. Рисунок 2.1.
Рисунок 2.1 - Фотография установки
Принципиальная схема установки представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Принципиальная схема установки
1–генератор сигналов низкочастотный; 2-пьезокерамические резонаторы; 3–двухлучевой осциллограф; 4– источник постоянного тока; 5– кольца Гельмголца;6– измерительная катушка; 7– ферритовый стержень
1)Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС магнитоупругого эффекта (желтая синусоида- акустический сигнал, синяя синусоида- сигнал напряженности). Рисунок 2.3 и 2.4.
Рисунок 2.3 –Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС индукции магнитоупругого эффекта.
Рисунок 2.4 – Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС индукции магнитоупругого эффекта (смещение на ).
Фаза смещается на .
2) Определение внешнего магнитного поля в объеме колец Гельмгольца.
В отсутствии внешнего магнитного поля также наблюдается магнитоупругий эффект, при включении магнитного поля ЭДС магнитоупругого эффекта возрастает.
Для определения напряженности внешнего магнитного поля в объеме колец Гельмгольца мы подключили их к источнику постоянного тока для создания однородного магнитного поля между колец и изменяли значение напряжения от 0,1В до 4В с шагом 0,1В (таблица 2.1). В итоге, мы получили тарировочную (рисунок 2.4) кривую.
Таблица 2.1
U, В |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
H,A/м |
34,3 |
53 |
71,6 |
89,6 |
109 |
125,8 |
143 |
162,6 |
183 |
203 |
U, В |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
H,A/м |
220 |
237 |
255,6 |
273,6 |
292,5 |
311 |
329 |
348,5 |
366,6 |
385,6 |
U, В |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
H,A/м |
403,3 |
421,6 |
440 |
458 |
478,3 |
497,5 |
515 |
534,6 |
553 |
571 |
U, В |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
4 |
H,A/м |
590,5 |
610 |
629,3 |
647,6 |
666,5 |
685,3 |
703,8 |
723 |
742 |
762 |
Рисунок 2.4 – Тарировочная кривая
3) Также, измерили изменение амплитуды колебаний напряжения при изменении напряжения. Измерения проводились на трех частотах (таблицы 2.2, 2.3, 2.4).
Таблица 2.2 - Частота сигнала- 84,4 кГц.
U, В |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
Аmp U, В |
12,93 |
14,4 |
19,8 |
23.2 |
22.9 |
28 |
31.5 |
36.4 |
38.9 |
44.8 |
U, В |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
Аmp U, В |
45.9 |
52 |
55.2 |
57.1 |
61.3 |
65.6 |
70.1 |
73.6 |
76.8 |
85.6 |
U, В |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
Аmp U, В |
88 |
90.7 |
93.1 |
94.9 |
97.1 |
102.3 |
106.3 |
109.3 |
115.3 |
118 |
U, В |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
4 |
Аmp U, В |
121 |
124.3 |
127.3 |
131.7 |
134.3 |
137.3 |
140.7 |
144.7 |
148 |
155.3 |
Таблица 2.3 - Частота сигнала- 98,2кГц.
U, В |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
Аmp U, В |
3,4 |
4,6 |
5,2 |
5,8 |
6,2 |
6,8 |
7,6 |
8,2 |
9 |
10,4 |
U, В |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
Аmp U, В |
11 |
11,6 |
12,2 |
12,8 |
13,6 |
14,4 |
15,2 |
16 |
17,2 |
18,4 |
U, В |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
Аmp U, В |
19,2 |
20,6 |
21,2 |
22,2 |
22,8 |
23,2 |
24 |
24,8 |
25,6 |
26,4 |
U, В |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
4 |
Аmp U, В |
27,2 |
28,4 |
29,2 |
30 |
31 |
32 |
32,8 |
33,6 |
34,4 |
35,2 |
Таблица 2.4 - Частота сигнала- 111,960 кГц.
U, В |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
Аmp U, В |
1,2 |
1,44 |
1,8 |
2,1 |
2,3 |
2,6 |
3 |
3,3 |
3,6 |
3,9 |
U, В |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
Аmp U, В |
4,2 |
4,4 |
4,7 |
4,9 |
5,2 |
5,4 |
5,8 |
6,1 |
6,4 |
6,8 |
U, В |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
Аmp U, В |
7,2 |
7,6 |
8 |
8,4 |
8,8 |
9,2 |
9,6 |
10 |
10,4 |
10,8 |
U, В |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
4 |
Аmp U, В |
11,2 |
11,5 |
11,8 |
12,2 |
12,6 |
13 |
13,4 |
13,8 |
14,2 |
14,8 |
Используя данные тарировочного графика и результаты измерений из таблиц 2.2,2.3 и 2.4, построим графики зависимости амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля для частот 84,4; 98,2 и 111,960 кГц (таблицы 2.5, 2.6, 2.7).
Таблица 2.5 -Частота 84,4 кГц.
H,A/м |
34.3 |
53 |
71.6 |
89.6 |
109 |
125.8 |
143 |
162.6 |
183 |
203 |
Аmp U, В |
12,9 |
14,4 |
19,8 |
23.2 |
22.9 |
28 |
31.5 |
36.4 |
38.9 |
44.8 |
H,A/м |
220 |
237 |
255.6 |
273.6 |
292.5 |
311 |
329 |
348.5 |
366.6 |
385.6 |
Аmp U, В |
45.9 |
52 |
55.2 |
57.1 |
61.3 |
65.6 |
70.1 |
73.6 |
76.8 |
85.6 |
Продолжение таблицы 2.5
H,A/м |
403.3 |
421.6 |
440 |
458 |
478.3 |
497.5 |
515 |
534.6 |
553 |
571 |
Аmp U, В |
88 |
90.7 |
93.1 |
94.9 |
97.1 |
102.3 |
106.3 |
109.3 |
115.3 |
118 |
H,A/м |
590.5 |
610 |
629.3 |
647.6 |
666.5 |
685.3 |
703.8 |
723 |
742 |
762 |
Аmp U, В |
121 |
124.3 |
127.3 |
131.7 |
134.3 |
137.3 |
140.7 |
144.7 |
148 |
155.3 |
H, А/м
Рисунок 2.5 - Зависимость амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля при частоте акустического сигнала 84,4 кГц.
Таблица 2.6 - Частота 98,2кГц.
H,A/м |
34.3 |
53 |
71.6 |
89.6 |
109 |
125.8 |
143 |
162.6 |
183 |
203 |
Аmp U, В |
3,4 |
4,6 |
5,2 |
5,8 |
6,2 |
6,8 |
7,6 |
8,2 |
9 |
10,4 |
H,A/м |
220 |
237 |
255.6 |
273.6 |
292.5 |
311 |
329 |
348.5 |
366.6 |
385.6 |
Аmp U, В |
11 |
11,6 |
12,2 |
12,8 |
13,6 |
14,4 |
15,2 |
16 |
17,2 |
18,4 |
H,A/м |
403.3 |
421.6 |
440 |
458 |
478.3 |
497.5 |
515 |
534.6 |
553 |
571 |
Аmp U, В |
19,2 |
20,6 |
21,2 |
22,2 |
22,8 |
23,2 |
24 |
24,8 |
25,6 |
26,4 |
H,A/м |
590.5 |
610 |
629.3 |
647.6 |
666.5 |
685.3 |
703.8 |
723 |
742 |
762 |
Аmp U, В |
27,2 |
28,4 |
29,2 |
30 |
31 |
32 |
32,8 |
33,6 |
34,4 |
35,2 |
Рисунок 2.6 - Зависимость амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля при частоте акустического сигнала 98,2кГц.
Таблица 2.7 - Частота 111,960 кГц.
H,A/м |
34.3 |
53 |
71.6 |
89.6 |
109 |
125.8 |
143 |
162.6 |
183 |
203 |
Аmp U, В |
1,2 |
1,44 |
1,8 |
2,1 |
2,3 |
2,6 |
3 |
3,3 |
3,6 |
3,9 |
H,A/м |
220 |
237 |
255.6 |
273.6 |
292.5 |
311 |
329 |
348.5 |
366.6 |
385.6 |
Аmp U, В |
4,2 |
4,4 |
4,7 |
4,9 |
5,2 |
5,4 |
5,8 |
6,1 |
6,4 |
6,8 |
H,A/м |
403.3 |
421.6 |
440 |
458 |
478.3 |
497.5 |
515 |
534.6 |
553 |
571 |
Аmp U, В |
7,2 |
7,6 |
8 |
8,4 |
8,8 |
9,2 |
9,6 |
10 |
10,4 |
10,8 |
H,A/м |
590.5 |
610 |
629.3 |
647.6 |
666.5 |
685.3 |
703.8 |
723 |
742 |
762 |
Аmp U, В |
11,2 |
11,5 |
11,8 |
12,2 |
12,6 |
13 |
13,4 |
13,8 |
14,2 |
14,8 |
Рисунок 2.7 - Зависимость амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля при частоте акустического сигнала 111,960кГц.