Программа работы

1.Собрать электрическую схему (рис. 5.2), включить осциллограф, установить луч в центре координатной сетки (генератор развертки должен быть включен).

Рис. 5.2

2.Подать питание на схему и с помощью автотрансформатора и ручек регулировки усилителей осциллографа добиться получения на экране устойчивого и максимально возможного изображения петли гистерезиса с четко выраженными участками насыщения. Записать координаты и вершины петли (рис 5.1(б)).

3.Не меняя положения ручек регулировки усилителей осциллографа, уменьшая напряжение, подаваемое на обмотку , получить еще 3–4 петли на экране осциллографа, каждый раз записывая координаты и их вершин.

4.Определив значения и для данного положения ручек усилителей осциллографа, вычислить значения напряженности и магнитной индукции испытуемого образца, используя следующие формулы:

,	(5.5)
,	(5.6)

где – число витков соответствующих обмоток, помещенных на испытуемом сердечнике;

– сила тока в обмотке ;

, – напряжение, подаваемое на зажимы «», «» осциллографа;

– сопротивления, включенные в цепь обмоток соответственно;

– емкость конденсатора в цепи обмотки ;

– площадь сечения сердечника;

– длина средней линии сердечника.

5.Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 5.1.

6.Используя данные таблицы 5.1, построить в одной системе координат графики и .

Таблица 5.1

№ опыта	Измерение величины			Вычисленные величины
	U, B	UX , B	UY , B	H, A/м	B, Тл

Содержание отчета

−технические данные приборов и оборудования, использованных в работе

−электрическая схема испытаний

−таблица с данными измерений и вычислений

−графики и (в одной системе координат)

−выводы

Контрольные вопросы

1.Что называется первоначальной кривой намагничивания?

2.Что называется основной кривой намагничивания?

3.Какие материалы относятся к ферромагнетикам?

4.В каких устройствах используются ферромагнетики?

5.Что представляет собой петля магнитного гистерезиса?

Лабораторная работа №6

Исследование явления феррорезонанса

Цель работы:исследовать явление феррорезонанса в цепях с последовательным и параллельным соединением конденсатора и нелинейной катушкой индуктивности.

Общие сведения

В цепях переменного тока с конденсатором и катушкой, содержащий насыщающийся ферромагнитный сердечник, наблюдается целый ряд специфических явлений и, в частности, явление феррорезонанса, эффект стабилизации напряжения и другие.

Так в цепи с последовательным соединением указанных элементов (рис. 6.1(а)) наблюдается явление резонанса напряжений, что видно из вольт–амперных характеристик (ВАХ) такой цепи (рис. 6.1(б)).

Уравнение равновесия напряжений цепи, если пренебречь потерями имеет вид:

.

(6.1)

Это уравнение, записанное для действующих значений напряжений и токов, может быть решено графически на основе алгебраического суммирования ординат ВАХ элементов.

а
б	в
Рис. 6.1

ВАХ линейного конденсатора является прямой линией; ВАХ нелинейной катушкиповторяет, как известно, форму кривой намагничивания материала сердечника. Построение семейства кривых на рис. 6.1(б) выполнено в предположении отсутствия потерь и синусоидального характера напряжения сети. Из рис. 6.1(б) следует, что при некотором значении тока в цепи наступает резонанс напряжений, при котором. Точка «» результирующей характеристикиесть точка резонанса.

Поскольку индуктивность нелинейной катушки зависит от значений тока, то есть L=f(I), а значения тока изменяются с изменением входного напряжения, то есть, ясно, что и индуктивность становится функцией приложенного напряжения:

.

(6.2)

Это обстоятельство определяет специфику возбуждения резонанса по сравнению с линейным вариантом цепи: его можно достичь не только изменением частоты сети или принудительным изменением параметров ицепи, но и простым изменением значений входного напряжения.

В силу указанных особенностей, определяемых наличием ферромагнитного сердечника, материал которого способен к насыщению, резонанс в такой цепи называется феррорезонансом напряжений.

Реальная ВАХ цепи (см. рис. 6.1(в)) в силу наличия в цепи активного сопротивления отличается то идеальной, показанной на рис. 6.1(б).

Если последовательная −цепь питается от источника ЭДС (схема на рис. 6.1(а)), то в цепи можно наблюдать при некотором значении входного напряжения скачок тока– «триггерный эффект» (рис. 6.1(в)).

Феррорезонанс токов возникает в цепи с параллельным соединением нелинейной катушки и конденсатора (рис. 6.2(а)). Для построения суммарной ВАХ такой цепи (рис. 6.2(б)) нужно графически решить уравнение токов:

.		(6.3)
а
б	в
Рис. 6.2

Точка «» есть точка резонанса, в которой выполняется условие. И феррорезонанс токов можно возбудить изменением значения входного напряжения.

Если параллельный контур питается от источника тока, то в цепи можно наблюдать скачок напряжения на параллельном контуре. Реальная ВАХ цепи (см. рис. 6.1(в)) так же, как и в последовательном контуре отличается от идеальной.