- •Материалы электронных средств
- •Введение
- •Правила выполнения работ и техники безопасности
- •Лабораторная работа № 1 «исследование электропроводности изоляционных материалов»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №2 «исследование диэлектрической проницаемости диэлектриков»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №3 «исследование электрической прочности диэлектриков»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №4 «исследование свойств сегнетоэлектриков»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №5 «исследование пьезоэлектриков»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №6 «исследование свойств электролюминесцентных материалов»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 7 «исследование времени жи3ни неосновных носителей заряда в полупроводниках»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 8 «исследование характеристик ферромагнитных материалов»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 9 «исследование магнитных характеристик ферритов»
- •1. Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика вьшолнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 10 «исследование основных электрических характеристик проводниковых материалов и влияние на них температуры»
- •1 Цель работы
- •2 Общие сведения
- •3 Методика выполнения работы
- •4 Порядок выполнения работы
Лабораторная работа № 9 «исследование магнитных характеристик ферритов»
1. Цель работы
Ознакомление с основными магнитными характеристиками ферритов и методами их определения.
2 Общие сведения
Ферритаминазывают магнитные материалы, являющиеся двойными окислами железа и двухвалентных (реже - одновалентных) металлов, соответствующие следующей общей формуле: МеО –Fe2О3, где Me - символ двухвалентного металла.
Ферриты отличаются от ферромагнетиков меньшей величиной индукции насыщения, имеют более сложную температурную зависимость индукции и повышенное, а для некоторых материалов и очень высокое, значение удельного сопротивления. Первые два отличия упрощенно могут быть объяснены наличием в структуре сложного материала двух подрешеток, создающих встречные нескомпенсированные магнитные потоки, третье - тем, что эти материалы относятся к неметаллам.
Применяющиеся в технике ферриты называют также оксидоферритами, так как они представляют собой сложные оксидные ферромагнетики.
По свойствам и применению ферриты можно разделить на следующие группы:
а) магнитные ферриты (НЧ и ВЧ),
б) ферриты СВЧ,
в) ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ),
г) магнитотвердые ферриты.
Магнитомягкие ферриты нашли применение при изготовлении контурных катушек фильтров, магнитных экранов, сердечников, импульсных трансформаторов и т.д.
3 Методика вьшолнения работы
Принципиальная схема установки для определения полевой и частотной зависимости магнитной проницаемости приведена на рис.15. На испытуемый ферритовый сердечник, намотана измерительная обмотка с числом витков W. Последовательно с созданной таким образом катушкой индуктивности L включен резистор R, падение напряжения на котором UR пропорционально токуIи напряженности магнитного поля Н, воздействующего на исследуемый образец.
Ток, протекающий в обмотке катушки индуктивности с исследуемым сердечником, определяется как
,
где R= 5 Ом.
Амплитудное значение напряженности магнитного поля, создаваемого током I, равно
,
где W - число витков обмотки, 1ср- средняя длина силовой лилии магнитного поля.
В случае кольцевого (тороидального) сердечника с наружным диаметром D и внутренним d считают .
Падение напряжения на катушке индуктивности с исследуемым ферритовым сердечником рассчитывается по формуле
.
Рис. 15 Принципиальная схема установки для измерения магнитных свойств ферритов
Зная рабочую частоту f, ток I и падение напряжения UL, находим величину индуктивности
.
Магнитная проницаемость сердечника может быть рассчитана из данных эксперимента по выражению
,
где SL - площадь поперечного сечения сердечника;0= 410-7Гн/м = 12,5610-7Гн/м. Для кольцевого сердечникаSL = (D - d)h/2; где h - высота кольца.
Амплитудное значение магнитной индукции в ферритовом сердечнике определяется как
Bm=0Hm
4 Порядок выполнения работы
1. Определение полевой зависимости магнитной проницаемости.
Выход генератора сигналов соединить с гнездами «G» и «» испытательного стенда, а милливольтметр подключить к гнездам «VR» и «». Установить необходимую частоту сигнала, подаваемого с генератора на испытательный стенд. Регулируя величину выходного сигнала генератора, установить значенияUR указанные в таблице 1 (измеряется вольтметром). Затем измерить и записатьUвх. Повторить измерения при других значенияхUR, указанные в таблице 1 и для других исследуемых образцов. Полученные значения параметров занести в таблицу 1.
2. Определение частотной зависимости магнитной проницаемости
Определить значение магнитной проницаемости ферритов в указанных преподавателем диапазонах частот.
При каждой частоте сигнала, указанной в таблице 2 устанавливается UR = 15 мВ и затем производится отсчет Uвх. На основании полученных данных заполняется таблица 2. Построить график зависимости(f).
Таблица 1.
L1 |
L2 |
L3 | ||||||||||||
UR, мВ |
Uвх, мВ |
Hm, А/м |
|
Bm, Тл |
UR, мВ |
Uвх, мВ |
Hm, А/м |
|
Bm, Тл |
UR, мВ |
Uвх, мВ |
Hm, А/м |
|
Bm, Тл |
20 |
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
800 |
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
900 |
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
800 |
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
|
2500 |
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
|
3000 |
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
3000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
Таблица 2
L1 |
L2 |
L3 | ||||||
f, кГц |
Uвх, мВ |
|
f, кГц |
Uвх, мВ |
|
f, кГц |
Uвх, мВ |
|
0,1-200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Boпpocы для самостоятельной работы
1. Какие материалы относятся к ферритам?
2. В чем различие между ферро- и ферримагнетиками по свойствам и применению?
3. Классификация и маркировка ферритов.
4. Каким образом определялись свойства ферритов в данной работе?
Дополнительная литература
1. Преображенский А. А, Магнитные материалы и элементы. – М.: Высшая школа, 1976. - 532 с.