- •Содержание
- •Лабораторная работа №1
- •Последовательность выполнения работы.
- •Методические указания.
- •Теоретические сведения.
- •2.2.1 Метод Бринелля:
- •2.2.2 Метод Роквелла.
- •Содержание отчета.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа №2
- •1.Ход выполнения работы
- •1.1. Внеурочная подготовка.
- •1.2 Работа на уроке
- •2.Методические указания
- •2.1 Теоретические сведения
- •Феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.
- •2.2. Техника безопасности.
- •3.Содержание отчета
- •4.Контрольные вопросы.
- •Приложение к лр №2
- •Работа на микроскопе
- •Визуальное (зрительное) наблюдение микроструктуры
- •Наблюдение микроструктуры в поляризованном свете
- •Лабораторная работа №3
- •1.Последовательность выполнения работы.
- •Внеурочная подготовка.
- •Работа на уроке.
- •2.Методические указания к выполнению работы.
- •3.Техника безопасности.
- •4.Содержание отчета.
- •5.Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа №4
- •1. Внеурочная подготовка.
- •2 Работа в лаборатории:
- •2. Методические указания.
- •2.1 Теоретические сведения.
- •3 Методика выполнения лабораторного эксперимента и расчетной части.
- •Лабораторная работа №5
- •Расчет электрической прочности газообразных, жидких и твердых диэлектриков.
- •1. Внеурочная подготовка.
- •1.2 Работа на уроке
- •2.Методические указания
- •2.1 Теоретические сведения
- •Количественные параметры газообразных диэлектриков
- •2.2 Техника безопасности при проведении лабораторной работы:
- •2.3. Сведения по методике выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6
- •Характеристика твердых образцов электроизоляционных материалов
- •1. Внеурочная подготовка.
- •1.2 Работа на уроке
- •2.Методические указания
- •Количественные параметры некоторых типов стекол и ситалла
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7
- •Определение магнитных характеристик ферромагнитных материалов
- •Краткие сведения из теории
- •2. Описание экспериментальной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа №1
- •1.Последовательность выполнения работы
- •1.1 Внеурочная подготовка.
- •1.2 Работа на уроке.
- •2. Методические указания.
- •2.1 Теоретические сведения
- •Практическая работа №2
- •Инструкционно-технологическая карта
- •Методические указания кабели
- •Маркировка силовых кабелей
- •Обмоточные провода
- •Монтажные провода и кабели
- •Установочные провода
- •Список используемой литературы.
Содержание отчета
1. Тема и цель лабораторной работы.
2. Характеристики твердых электроизоляционных материалов.
3. Выводы.
Контрольные вопросы
-
Классификация твердых диэлектриков?
-
Приведите примеры твердых электроизоляционных материалов?
-
Классификация стекол по их составу?
-
Приведите примеры технических стекол?
Лабораторная работа №7
Тема:
Определение магнитных характеристик ферромагнитных материалов
Цель работы:
Приобрести навыки в определении потерь в ферромагнетике, снятии основной кривой намагничивания B(H) и оценке магнитных характеристик материала.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ: 2 часа.
Место выполнения работы:
кабинет «Материаловедение».
Дидактическое и методическое обеспечение:
Инструкционная карта
-
Краткие сведения из теории
Ферромагнитные материалы (Fe, Ni, Co и их сплавы) обладают особыми магнитными свойствами: высокое значение относительной магнитной проницаемости и ее сильная зависимость от напряженности внешнего магнитного поля, при перемагничивании наблюдается магнитный гистерезис, обусловленный наличием доменов – областей спонтанной намагниченности.
Основной причиной магнитных свойств вещества являются внутренние скрытые формы движения электрических зарядов в его атомах – вращение электронов вокруг собственных осей (спиновый магнитный момент) и вокруг ядра (орбитальный магнитный момент). У ферромагнетиков даже при отсутствии внешнего магнитного поля имеются домены с параллельной или антипараллельной ориентацией спинов электронов. Такое вещество находится в состоянии спонтанного (самопроизвольного) намагничивания. В различных доменах эта ориентация различна. Если материал не подвергается воздействию внешнего магнитного поля, суммарный магнитный момент всех доменов и магнитный поток такого тела во внешнем пространстве равны нулю.
При намагничивании внешним магнитным полем происходит поворот векторов магнитных моментов доменов в направлении поля и смещение границ доменов. С увеличением напряженности поля этот процесс замедляется (явление насыщения).
При периодическом перемагничивании ферромагнитного материала наблюдается явление магнитного гистерезиса, т. е. отставание изменения магнитной индукции от изменения напряженности поля. На рис. 7.1 показаны гистерезисные диаграммы при различных предельных значениях напряженности внешнего магнитного поля. Кривая, проходящая через вершины этих диаграмм, называется основной кривой намагничивания B=f(H). Гистерезисный цикл, при котором достигается насыщение ферромагнитного материала, называется предельным. По нему определяется остаточная индукция Вr (при H = 0) и коэрцитивная сила Нc (при B = 0).
С пособность материала к намагничиванию характеризуется абсолютной магнитной проницаемостью m = В/Н . (7.1)
На рис. 7.2 показана основная кривая намагничивания B=(H) и зависимость абсолютной магнитной проницаемости от напряженности внешнего магнитного поля. При определенной величине напряженности m достигает максимума. Точка а, характеризующая этот режим, соответствует касательной Оа, проведенной к основной кривой намагничивания из начала координат. Проницаемость, определенную в очень слабых полях, называют начальной (mн).
Одновременному намагничиванию ферромагнитных материалов постоянным и переменным полем малой амплитуды Нт соответствует частный гистерезисный цикл с вершинами /—2, лежащими на основной кривой намагничивания (см. рис. 7.2). При этом реверсивная (обратимая) проницаемость определяется положением вершин этого цикла:
где МB, МH – масштабы по осям координат, a – угол наклона к оси абсцисс прямой, соединяющей вершины частного гистерезисного цикла. Аналогично определяется дифференциальная магнитная проницаемость: (7.2)
где b – угол наклона касательной к основной кривой намагничивания в искомой точке.
Для всех упомянутых проницаемостей чаще всего определяется их относительные значения
(7.3)
где mо = 4p×10-7 Гн/м – магнитная постоянная.
Материалы с узкой петлей гистерезиса (Hc £ 1 кА/м) называют магнитомягкими, материалы с широкой петлей – магнитотвердыми.
При перемагничивании ферромагнитных материалов в них возникают потери на гистерезис и вихревые токи. При постоянной амплитуде индукции (Bm = const) потери на гистерезис пропорциональны частоте, а потери на вихревые токи – квадрату частоты: Измерив в этих условиях суммарные магнитные потери Pм1 и Рм2 при двух различных частотах, можно определить постоянные
(7.4)
Для выполнения условия Вm = сопst необходимо действующее значение напряжения намагничивающей катушки изменять пропорционально частоте (U1/f = const).
Суммарные магнитные потери могут быть определены по площади динамической вебер-амперной диаграммы y(i):
(7.5)
где Mi, My – масштабы, принятые по осям координат.
Параллельная ориентация спинов в магнитных доменах имеет место только ниже определенной для данного ферромагнетика температуры – точки Кюри. При превышении этой температуры спонтанная намагниченность исчезает, и магнитная проницаемость резко падает.