метр, включенный непосредственно в цепь намагничивающей катушки. Намагничивающий ток может быть рассчитан также по известным параметрам плеч моста и напряжению на входе моста.
По найденной величине Hт и определенному ранее модулю относительной магнитной проницаемости подсчитывается ам плитуда магнитной индукции
|
|
Ва |
= м т Н т . |
|
(ѴІІІ-21) |
Если же величина |
Нт |
неизвестна, то определяется |
сначала |
значение Вт, |
а по «ему затем величина Hт. |
Для нахождения |
амплитуды |
магнитной |
индукции необходимо |
наличие |
второй |
катушки на исследуемом образце. Наведенная э. д. с. во вто ричной (измерительной) обмотке wu измеряется вольтметром, реагирующим на средние значения э. д. с. (например, выпря мительной системы). Тогда
г> |
^ 2 со |
|
Вт |
= |
, тл. |
Для испытаний образцы ферромагнитного материала вы |
полняются кольцевой |
формы или |
полосовые (закладываются |
в аппарат Эпштейна, создающий замкнутую магнитную цепь).
Рассмотрим две схемы подобных мостов. В этих схемах |
для |
измерения |
L x и Rx |
|
катушки, |
намагничивающей |
образец, |
ре |
гулируемыми |
элементами |
плеч |
являются |
переменная |
индук |
тивность |
L H |
и сопротивление |
R„ (рис. ѴПІ-10) или перемен |
ная емкость |
(рис. V I 11-11 ). |
|
|
|
|
|
|
|
В первой |
схеме |
моста |
(см. рис. ѴІІІ-10) с переменной |
ин |
дуктивностью |
(мост Максвелла) в плечо ВС включена |
катуш |
ка, намотанная на исследуемый кольцевой образец |
[Lx, |
Rx). |
В плечо ДС |
включена |
переменная индуктивность с известными |
L„ и RH. |
Сопротивление R может быть включено либо в плечо |
ВС, |
либо в плечо ДС |
в зависимости от |
величины |
измеряемо |
го |
Rx. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допустим, что сопротивление R включено в плечо |
Zх. |
Ус |
ловием равновесия |
моста |
является выражение |
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
Z j ZH = |
z% z,x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RXR „+j(ùLliR\=\RdR |
x + R2R |
+ |
juLxR2. |
|
|
|
Отсюда |
находим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я , = |
Я |
н |
- |
Я |
и |
= |
|
|
|
|
Если сопротивление R включено в плечо с |
L H , |
RH, |
то |
R х == (RH |
+R) |
— - |
. Зная Rx |
и L x , по приведенным выше форму- |
дам |
(VIII-17) — (VI 11-21 ) определяем |
у,, tgop., ѵт, |
Нт |
и |
Вт. |
Вторая схема |
моста (см. |
рис. ѴІІІ-11) |
используется при |
высоких частотах |
(до |
1 Мгц) |
и называется схемой с |
резонан |
сом напряжений. |
|
|
|
|
|
Условием равновесия моста является выражение |
|
RrR3=R2 |
( R, |
:•>'-, |
—L- |
|
|
|
|
|
R |
1 |
Отсюда определяем искомые R x=Rs |
— - и Ьл.~ |
. |
|
|
|
|
R2 |
<*>2Сн |
По этим величинам рассчитываем интересующие нас магнит ные величины.
Р и с . VIII-10 |
Р и с . ѴПІ-11 |
Погрешность мостов переменного тока для магнитных из |
мерений обусловлена |
несовершенством элементов плеч моста |
и наличием емкостных и индуктивных связей между ними. По
грешность мостов при измерении L x равняется |
1—2%, при из |
мерении |
Rx—5%. |
для измерения • |
Мостовые схемы могут быть использованы |
не только |
в области слабых магнитных полей, но и при зна |
чительных индукциях. |
|
Если измерения проводятся при синусоидальной индукции, то в кривой напряженности магнитного поля появляются выс шие гармоники, вносящие дополнительные погрешности. Урав
новешивание моста при этом производится по первой |
гармо |
нике, на которую должен быть настроен нулевой прибор |
моста. |
То же имеет место при синусоидальной форме кривой |
напря |
женности магнитного поля (намагничивающего тока) |
и неси |
нусоидальности кривой индукции. |
|
§ 5. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е ПОТЕРЬ НА ГИСТЕРЕЗИС И ВИХРЕВЫЕ ТОКИ
Определение потерь в стали производится наиболее часто ваттметровым методом, который был предложен русским элек тротехником М. О. Доливо-Добровольским. Этот метод в на стоящее время является стандартным при определении потерь в листовой электротехнической стали при частоте 50 гц.
Для определения суммарных потерь используется аппарат Эпштейна (рис. VJII-12). Аппарат состоит из двух катушек: намагничивающей, с числом витков wH, и измерительной, с числом витков о>„. Обе катушки надеты одна на другую и раз биты на четыре части, внутрь каждой из которых закладывает ся пакет из исследуемого ферромагнитного материала. Пакеты соединяются впритык, чтобы в местах соединения не было воздушных зазоров.
Рис. ѴІІІ-12
Намагничивающая обмотка wa питается от источника пе ременного напряжения, частота которого может быть изменена от 20 до 60 гц. В цепь катушки включаются амперметр, обмот ка тока ваттметра и частотомер. Обмотки напряжения ватт метра и вольтметра подсоединяются к зажимам измерительной
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обмотки іѵя. |
Обмотка |
да„ |
может |
рассматриваться как |
пер |
вичная обмотка |
трансформатора, |
а обмотка |
w„ —как |
вторич |
ная. Если по |
цепи |
намагничивающей |
обмотки |
wn |
пропу |
стить ток, то в обмотке w„, |
как во вторичной обмотке транс |
форматора, будет |
наводиться э. д. с. Е2, |
действующее |
значение |
которой покажет |
вольтметр |
электромагнитной системы |
(U — |
=Е2, если |
сопротивление |
этой |
обмотки |
w„ |
значительно |
меньше сопротивления вольтметра). Ваттметр при этом по кажет приведенную ко вторичной обмотке wK мощность Рхѵ, которая будет равна сумме мощностей:
1 ) потерь в стали, Рс = Рт -+- Рв;
2) |
теряемой |
в вольтметре, Рѵ |
——; |
|
|
|
|
|
|
|
Rv |
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
теряемой |
в обмотке |
напряжения ваттметра, Pvw— |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Rvw |
Потерями в обмотке |
wH можно пренебречь из-за их отно |
сительно малой |
величины. |
|
|
|
|
|
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рw' |
|
— Р с 4 |
" РV ~ |
Ь РVW |
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ Ѵ |
- ^ = |
Рс |
+ £/2 |
(-1- |
+ |
. |
(ѴІІІ-22) |
w
Здесь —-—коэффициент трансформации для перевода мощ-
ности ваттметра к первичной обмотке w„. Обычно в приборах Эпштейна берется wH—wH. Отсюда потери в стали
P, = P |
w ~ |
- ^ l |
- ^ - |
+ - 7 Г - ) |
• |
(ѴШ-23) |
|
|
|
V Rv |
Pvw |
! |
|
Потери в стали |
Рс |
равны |
сумме потерь на гистерезис, Рг, |
и на вихревые токи, |
Рв. |
Отдельно |
измерить |
Р г и Рв |
нельзя, |
поэтому измеряют их сумму, а затем разделяют их, используя различную зависимость этих потерь от частоты.
Мощность потерь на |
гистерезис определяется |
формулой |
PT |
= KfBl*t |
(ѴІІІ-24) |
где К—коэффициент пропорциональности; /—частота напряжения, гц;
Вт —максимальное значение магнитной индукции, гл. Мощность потерь на вихревые токи выражается формулой
|
Рв=К'/гВ%, |
(ѴІІІ-25) |
где К'—коэффициент |
пропорциональности. |
|
Из этих выражений |
видно, что величина мощности РГ за |
висит от частоты в первой степени, а мощность |
Рв — от часто |
ты во второй степени. |
|
|
Чтобы подразделить величину суммарных потерь Рс на по тери на гистерезис Рг и потери на вихревые токи Рв, посту пают следующим образом. Устанавливают определенную ча стоту f, затем величину напряжения U, соответствующую за-
