Magnetická měření - Laboratorní úloha

2. Úkol měření:

Pomocí osciloskopu zobrazte hysterézní smyčku daného vzorku feromagnetického materiálu. Ocejchujte měřítko osciloskopické obrazovky(rastru) a překreslete smyčku na milimetrový papír. Určete velikost koercitivní síly HC a remanentní magnetické indukce Br, změřte křivku prvotní magnetizace.

3. Měřicí metoda:

Epsteinův přístroj :

Epsteinův přístroj tvoří dvě cívky vázané jádrem bez vzduchových mezer.

počet závitů primárního vinutí: N1 = 700z

počet závitů sekundárního vinutí: N2 = 2100z

délka střední siločáry: ls = 0,88m

průměr jádra: S = 1,35 * 10-4 m2

Hysterezní smyčka

Jedním z hledisek při rozdělování materiálů používaných v elektrotechnice je to, jak se chovají v magnetickém poli. Tyto materiály jsou buď magnetické nebo nemagnetické. Jednotlivé magnetické látky mezi sebou porovnáváme zvláště podle hysterézní smyčky resp. Křivky prvotní magnetizace, která určuje velikost hysterézní smyčky.

Přerušovanou čarou je nakreslena křivka prvotní magnetizace. Ta ukazuje nárůst indukce při rovnoměrném zvyšování intenzity magnetického pole při prvním magnetování magnetického materiálu. Jak je patrné, je tento nárůst nelineární, protože při magnetování se mění permeabilita materiálu také nelineárně v závislosti na intenzitě magnetického pole. Naproti tomu nemagnetický materiál jako je třeba vzduch má permeabilitu stejnou a křivka prvotní magnetizace je lineární tedy přímková. Pokud se při magnetování dostane materiál do stavu nasycení a my dále zvyšujeme intenzitu magnetického pole, pak je nárůst minimální a zvyšuje se stejně jako u vzduchu. To znamená, že za stavem nasycení je křivka prvotní magnetizace magnetického materiálu rovnoběžná s křivkou prvotní magnetizace materiálu nemagnetického.

Hysterézní smyčka vznikne při střídavé magnetizaci magnetického materiálu a její velikost a tvar je dán vlastnostmi tohoto materiálu, velikostí intenzity magnetického pole H a předchozím magnetováním(proto hysterézní). Teoreticky jich tedy může být nekonečně mnoho.

1 -magnetizační charakteristika

2 -cyklus hysterezní smyčky

D - demagnetizační charakteristika(průběh snižování indukce při vložení feromagnetického vzorku do pole, které je zdrojem opačně orientované magnetické indukce)

Bs- stav nasycení(magnetická indukce při určité maximální intenzitě)

Br- remanentní magnetická indukce(indukce, kterou vykazuje materiál v klidu)

Hk - koercitivní intenzita magnetického pole(intenzita potřebná k odstranění zbytkového magnetizmu Br)

Jestliže je hysterezní smyčka úzká, pak se jedná o magneticky měkkou látku – dynamové plechy, izoperm, permivar. Tyto látky se vyznačují dobrou magnetickou vodivostí.

Pokud je hysterezní smyčka široká jde o magneticky tvrdé materiály. Jsou jimi např. hliník, nikl anebo kobalt. U těchto látek je třeba velká energie při přemagnetování. Proto nejsou vhodné např. pro transformátorové plechy - kvůli velkým ztrátám.