- •Материалы конструкций электронной техники
- •Лабораторная работа №1 Исследование зависимости электропроводности полупроводника от напряженности внешнего электрического поля.
- •Лабораторная работа №2 Исследование полупроводниковых терморезисторов
- •Лабораторная работа №4 Исследование характеристик ферромагнитных материалов
- •Зарисовать изображение предельной петли гистерезиса на кальку.
- •Снять частотную зависимость удельных потерь энергии и мощности удельных потерь.
- •Градуировка осей осциллографа.
- •Лабораторная работа № 5 Исследование магнитной проницаемости магнитомягких материалов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 Исследование термоэлектрического эффекта
- •Лабораторная работа №7 Исследование электропроводности проводниковых материалов
- •При помощи штангенциркуля и линейки производятся необходимые геометрические измерения, позволяющие вычислить длину l и площадь поперечного сечения s проводников.
- •Лабораторная работа №8 Исследование диэлектрической проницаемости и электрических потерь диэлектрических материалов
- •Измерить емкости и tgδ экспериментальных конденсаторов с различными диэлектрическими материалами.
- •Снять зависимости изменения емкостей c и tgδ от температуры в диапазоне от 0 до 100 ºС для заданных преподавателем образцов конденсаторов, серийно выпускаемых промышленностью.
-
Кнопкой "сеть" включить питание на испытательный стенд.
-
Тумблером "сеть" (кнопкой POWER) включить осциллограф, поставив переключатель "сеть" звукового генератора в верхнее положение, включить генератор. Осциллографу необходимо в течение 1 мин дать прогреться.
-
Предел шкал V звукового генератора установить в положение 3V. Множитель частоты поставить в положение 1, лимбы подстройки частоты установить в положение 50 Гц и ручкой «рег.вых.» установить напряжение, равную 1.5 В, контролируя по вольтметру “V” генератора амплитуду выходного напряжения. Устройство генератора может отличаться от приведенного.
-
Переключатель множителя длительности развертки осциллографа TIME/DIV поставить в положение "X-Y", Ручками смещения нуля по осям Х и Y ◄POSITION► и ▼POSITION▲ при закороченных входах осциллографа установить точку луча в центре экрана осциллографа. Устройство осциллографа может отличаться от приведенного.
-
Собрать электрическую схему установки в соответствии с рис. 3.
-
Установить по шкале звукового генератора рабочую частоту f2.
-
Плавно повышая выходное напряжение звукового генератора ручкой "регулировка выхода", довести ток в первичной обмотке сердечника до 0.08 mА.
-
Ручками усиления по вертикальному входу VOLTS/DIV (и «рег.вых.» генератора) развернуть изображение на экране осциллографа так, чтобы координаты вершин петли гистерезиса составляли 50 мм по вертикали.
-
Зарисовать изображение предельной петли гистерезиса на кальку.
-
Снять основную кривую намагничивания на частоте f2, заданной преподавателем, путем плавного поднятия напряжения звукового генератора от нуля до максимума. При этом точка максимума петли гистерезиса опишет основную кривую намагничивания.
-
Снять частотную зависимость удельных потерь энергии и мощности удельных потерь.
Для чего, установив последовательно частоты f1, f2, f3, измерить площади петель гистерезиса при поддержании напряженности внешнего поля, соответствующей величине 20 мм горизонтальной развертки осциллографа.
Удельные потери энергии в образце определяются по формуле:
(11)
где Sm - площадь динамической петли, м2, d - плотность материала образца (для пермаллоя d = 8000 кг/м3 ), mH масштаб по оси X, mB - масштаб по оси Y осциллографа. Мощность удельных потерь определяется как:
(12)
где f - частота, Гц.
-
Градуировка осей осциллографа.
Так как току I = 0,08 mА первичной обмотки соответствует напряженность, составляющая 30 мм по горизонтальной оси осциллографа, то масштаб по горизонтали может быть найден как:
, А/м2
где W1 - число витков первичной обмотки, W1 =100; ΔХ – расстояние между вержинами петли гистерезиса по оси х; lср - средняя длина силовой линии магнитного поля, м (измерить на магнитопроводе через стекло лицевой панели стенда при помощи линейки – см. лаб. №5).
Для определения масштаба по вертикальной оси необходимо замкнуть накоротко горизонтальный вход осциллографа, предварительно отсоединив его от испытательного стенда, а вертикальный вход соединить с выходом звукового генератора. Усиление по вертикали необходимо выставить 0.2- 0.5 V/div. Ручкой регулировки выходного напряжения генератора установить 1-1,5 В, контролируя напряжение вольтметром генератора, и зафиксировать величину отклонения луча по вертикали. Масштаб определяется по формуле:
, Тл/м
где W2 - число витков вторичной обмотки, W2 = 100, С- емкость конденсатора, С = 10-6 Ф, R2 - величина сопротивления, R2 = 10 кОм, S - площадь сечения магнитопровода, S = 15*10-6.
Uy - напряжение на вертикальном входе, В; Y - отклонение луча на экране осциллографа, мм; Кy - коэффициент ослабления по входу “Y” - осциллографа.
Внимание! Перевод измеренных в метрах значений графика основной кривой намагничивания B (H) в Тл и А/м осуществляется умножением на соответствующие коэффициенты mB и mH.
Контрольные вопросы
-
Свойства, параметры и маркировка пермаллоев.
-
Пояснить процессы, происходящие в образце, на различных участках кривой намагничивания.
-
Что характеризует кривая намагничивания?
-
Что характеризует магнитная проницаемость?
-
Какие материалы относятся к диамагнетикам, парамагнетикам, ферромагнетикам?
-
Понятие магнитного гистерезиса.
-
Понятие абсолютной и относительной магнитных проницаемостей.
-
Определение магнитной проницаемости материала по кривой намагничивания.
-
Основные параметры магнитных материалов, определяемые по петле гистерезиса.
-
Понятие динамической, дифференциальной и начальной магнитных проницаемостей.
-
Виды потерь в магнитных материалах.
Литература
-
Пасынков В.В., Сорокин B.C. Материалы электронной техники,- М.: Высшая школа, 1986. - 367 с.
-
Материалы микроэлектронной техники /Под ред. В.М.Андреева.-M.s Радио и связь, 1989. - 352 с.
-
Электрорадиоматериалы /Под ред. Б.М.Тареева. M.: Высшая школа, 1973. - 352 с.
-
Мишин Д.Д. Магнитные материалы. – М.: Высшая школа, 1991. - 384 с.