Материал: Экспериментальные методы исследований. Калинин Ю.Е

строив зависимость В – (Н). Амплитудные значения проницаемости определяют по формуле (6.47).

Метод вольтметра и амперметра не дает возможности определять потери в образце и обладает большой погрешностью измерения индукции порядка 10 – 15 %. Несмотря на отмеченные недостатки, этот метод находит широкое распространение для определения кривой индукции магнитомягких веществ, так как он отличается простотой и может быть создан в любых лабораторных условиях.

6.5.2.2. Мостовые методы измерения магнитных характеристик

Мостовые методы определения магнитных характеристик в переменных магнитных полях в большинстве случаев используют для исследования магнитомягких материалов. Мостовые методы измерения получили большое распространение в лабораторной практике по той причине, что они могут быть быстро созданы и не требуют сложной физической аппаратуры.

Рассмотрим принципиальную схему моста, которая показана на рис. 6.9. В плечи моста переменного тока включают активное rп и реактивные сопротивления Сп и Ln, где n = 1, 2, 3, 4, а в диагонали моста имеется прибор И переменного тока, который выполняет роль индикатора. Когда мост находится в равновесии, то в диагонали моста CD тока нет. В этот момент потенциалы в точках С и D равны между собой и падение напряжения на участках моста одинаковое. Обозначим

316

где z1, z2, z3 и z4 – полные сопротивления плеч моста в комплексной форме.

Из последних равенств при равновесии моста имеем

Поскольку полное сопротивление каждого плеча в отдельности в комплексной форме записывается в виде

то, согласно (6.31) после соответствующих преобразований из соотношения получаем

r1r3 r2 r4 j(x1r3 r1 x3 ) x1 x3 x2 x4 j x2 r4 r2 x4 . (6.33)

Чтобы выполнялось последнее равенство, вещественные и мнимые части должны быть порознь равны друг другу, т. е.

r1r3 r2 r4 x1 x3 x2 x4 ,

Уравнения (6.34) показывают, при каких условиях мост находится в равновесии. На практике для удобства применяют такие мостовые схемы, у которых условия равновесия имеют более простой вид, а именно

r1r3 r2 r4 0,

Таким образом, как видно из соотношений (6.35), для получения равновесия моста переменного тока достаточно

317

уравновесить в отдельности активные и реактивные составляющие сопротивлений плеч моста.

Мост с переменной индуктивностью

Принципиальная схема моста, в одном плече которого имеется переменная индуктивность, показана на рис. 6.10. Мост переменной индуктивности состоит из четырех плеч: два плеча обладают только активными сопротивлениями r1 и r2, при этом сопротивление r2 является переменным. Третье плечо AD имеет переменную индуктивность Lx, активное

Рис. 6.9. Принципиальная схема моста переменного тока

сопротивление которого обозначается через rx. В плече АВ имеется исследуемый образец с обмоткой. Мост подключают к генератору Г. В процессе измерения определяют значения индуктивности Lx и активного сопротивления rх. По этим вели-

318

чинам рассчитывают магнитные характеристики вещества. Переменные сопротивления r включают между плечами AD и АВ, которые имеют также реактивные сопротивления. Из рис. 6.10 видно, что сопротивление r может быть включено при помощи ключа K в любое из этих плеч. Запишем сопротивление плеч моста в комплексной форме:

плеча АВ zx r rx j Lx ,

них равенств. Для этого нужно приравнять действительные и мнимые части. Тогда окончательно получим

r

rx rN r1 r,

2

Lx LN rr1 . (6.39)

2

Для более точного определения величин Lx и rx измерения следует производить при нескольких значениях напряжений, подаваемых на мост. Амплитудную проницаемость образца рассчитывают по формуле

319

где dcp - средний диаметр тороида. Для того чтобы определить магнитную индукцию исследуемого образца и напряженность магнитного поля, нужно найти значение тока в намагничивающей обмотке образца. Полный ток в этой обмотке в комплексной форме записывается в виде

Подставив в эту формулу значения rх и Lx, согласно формуле (6.36) получим выражение для модуля тока

320