LUCRAREA 6.doc

7/23/2019 LUCRAREA 6.doc

http://slidepdf.com/reader/full/lucrarea-6doc 1/27

LUCRAREA NR. 6 MATERIALE FERIMAGNETICE——————————————————————————————

——————— LUCRAREA NR.CAPITOLUL 6 ________________________________________________________________________________________

CARACTERIZAREA MATERIALELOR FERO ŞI

FERIMAGNETICE LA SEMNAL MIC

6.

1. Scopul lucrării: Lucrarea pune îin evidentţăa comportarea iîn frecventaţă a

miezurilor magnetice din materiale feromagnetice sşi ferimagnetice ,

folosite iîn inductoare şsi supuse unui regim de „semnal mic”.

6.2 Notţiui t!or!tic!

2.1 Un material fero sau ferimagnetic, plasat iîntr-un camp

magnetic de intensitate !, va interactţiona cu acesta, iîn materialulrespectiv manifestandu-se inductţia magneticaă "# datorităa fenomenelor

comple$e care apar %pierderi prin curentţi &oucault, pierderi prin 'isterezis,

prin magnetizare, sau prin rezonantaţă magneticăa (, relatţia care definesşte

aceasta interactţiune este)

m *

++

e!

"

!

" *

δ−

µ=

µ=µ ′′−µ′=µ ,

+ +

m j B B j e H H

δ µ µ µ µ µ

−′ ′′= − = = , %.(

unde ) µ / 0 1 * /”, este permea2ilitatea magneticăa relativăa

comple$ăa a materialului considerat#

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 111 - ;368753 68&



C APITOLULLUCRAREA NR. 6

< ________________________________________________________________________________________ " şi ! sunt fazorii inducţiei şi intensitatţiiintensităţii cmpului

magnetic aplicat, iar =m este ung'iul de pierderi.

>artea realăa a permea2ilităatţii magnetice relative comple$e , /

0, 0,caracterizeazaă materialul magnetic din punct de vedere al

propr ietăatţilor de magnetizare sşi are ca efect creşsterea inductantţei unei

2o2ine de /0 ori, la aceleasşi dimensiuni geometrice. >artea imaginar aă, /”,

caracterizeazaă materialul din punctul de vedere al pierderilor % datorate

diferitelor fenomene

care apar( sşi care sunt modelate de un termen real notat rezistentţa r m .

?n cazul cmpurilor magnetice alternative aplicate unui

material magnetic, se disting în general două regimuri tipice de funcţionare)

regimul de @semnal mic” cu amplitudine redusă a cmpului

alternativ !~ aplicat, suprapus sau nu, peste un cmp continuu !#

regimul de @semnal mare” în care valoarea cmpului este

suficientă pentru ca materialul să descrie un ciclu de 'isterezis.

?n &ig. - sunt prezentate aceste regimuri posi2ile, definindu-se

permea2ilităţile uzuale) iniţială %:(, reversi2ilă %::( şi de amplitudine %:::(.





Fig. 6-1. >ermea2ilităţile uzuale pentru materialele feromagnetice.

>entru a caracteriza un material feromagnetic la semn mic

%"A B m6( se consider aă < 2o2ine cu aceeaşi geometrie a 2o2ina*ului % de

prefera2il de forma formă toroidalăa, pentru a putea negli*a campul de

dispersie( şi acelaşi numaăr de spire# prima 2o2inaă este construitaă pe un

suport din material nemagnetic, a doua pe un miez magnetic de acelea sşi

dimensiuni cu suportul

folosit, din materialul feromagnetic propus a fi studiat.9odelul grafic al celor doua 2o2ine sşi circuitul electric

ec'ivalent este dat in în figura nr.&ig. -<.

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 113 - ;368753 68&




C ________________________________________________________________________________________

Fig. 6-2.

>entru a le defini se scriu impedanţele celor două 2o2ine. 5ezultă)

Z 0 = r 0 + j ω L0;

Z m = r 0 + jω L = r 0 + ω L0 = r 0 + ω ′′ µ L0 + jω µ ′ L0 = r + jω µ ′ L0

%.<(

unde)

r + rezistenţa de pierderi prin efect Doule, pro$imitate, dielectrici, etc.

în conductorul de 2o2ina*#

r m rezistenţa de pierderi datorată prezenţei miezului magnetic

r rezistenţa serie ec'ivalentă a 2o2inei cu miez r r + E r m r + E F

µ ′′ L+,

L+ inductanţa 2o2inei f aăr aă miez magnetic#

L inductanţa 2o2inei cu miez magnetic#

/ permea2ilitatea %iniţială( comple$ă a miezului#

<

ω

π - frecvenţa de măsură.

&actorul de calitate al materialului feromagnetic Gm este)

r m





+

+

bm

b

Q QQ

Q Q

µ µ

µ µ

′′= =

′′ ′ −

%.H(

unde G+ şi G 2 sunt factorii de calitate ai 2o2inelor fără miez, respectiv cu

miez)

+

+

+ +

b

m

L LQ ; Q

r r r

ω ω = =

+

7acă se măsoară la o frecvenţă dată<

ω

π

÷

mărimile Lo, L, r +

şi r, permea2ilitatea relativa relativă comple$ă a miezului poate fi calculată

utiliznd relaţia)

+

+ +

r r L j j

L L µ µ µ

ω

−′ ′′= − = −

6.2.2 C"r"ct!ri#"r!" $"t!ri"l!lor %!ri$"&!tic! l" '!$"l $ic

9aterialele ferimagnetice sau feritele sunt materiale

antiferomagnetice necompensate, ale căror proprietăţi se datorează

interacţiunilor dintre ionii metalici ce aparţin unor su2reţele magnetice

diferite, create de ionii de o$igen. ?n general, structura materialului are la

2ază două tipuri de su2reţele ce prezintă magnetizare spontană cu momente

magnetice neegale, orientate antiparalel.

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 115 - ;368753 68&




________________________________________________________________________________________ Itructura c'imică generală a feritelor este)

Me2+O2- e!+O!2-

unde 9e este un metal 2ivalent %9n, Jn, Ki, ;d, 9g, "a etc.( sau o

com2inaţie metalică ec'ivalentă %9n-Jn, Ki-Jn etc.(

&aţă de materialele feromagnetice, feritele au următoarele avanta*e

principale)

-rezistivitatea electrică este mult mai mare %din punct de vedere

electric ma*oritatea feritelor au un caracter semiconductor cu rezistivitate

între + +M NOcm(. 3cest fapt determină pierderi prin curenţi tur2ionari

tur2ionăari mult mai mici şi deci posi2ilitatea folosirii la frecvenţe mult mai

mari#

-caracteristicile magnetice sunt mai sta2ile la solicitări mecanice

%şocuri, vi2raţii, etc.(#

;a dezavanta*e, comparativ cu materialele feromagnetice amintim)-permea2ilitate magnetică relativă mai mică# la ferite cel mult

C+++, iar la feromagnetici speciali %permalloP, supermalloP, mumetal,

dinama$( se poate depăşi ++++++ #

-inducţia magnetică de saturaţie mai mică# +.H6 la +.C6 faţă de .<6

pnă la <.<6#

-temperatură ;urie mai scăzută şi dependenţă mai pronunţată a

caracteristicilor magnetice de temperatură#-sunt dure, casante şi deci greu de prelucrat mecanic %se pot

prelucra doar prin rectificare a2razivă(.

>entru studierea materialelor ferimagnetice se vor măasura

miezuri de formă toroidală, de tip @oală” sşi „ 2ara2ară” din ferită.





>entru orice formă a unui

miez magnetic este necesar să fie găsite mărimile @efective”, adică acele

dimensiuni le, 3e şi permea2ilitate /e %/Qef ( ale unui tor ipotetic %tor de

su2stituţie( cu aceleaşi proprietăţi magnetice. 8c'ivalenţa poate fi sta2ilită

dacă se consideră tronsoane ale miezului omogene din punct de vedere al

inducţiei magnetice# aceste tronsoane sunt caracterizate de parametrii

lungime li şi arie transversală 3i sşi permit definirea constantelor miezului; şi ;<)

- < < <

e " e "

" "e " e "

# # # # C C

A A A A= = = =∑ ∑

%.(

Ie pot defini apoi maărimile ec'ivalente le, 3e, RsiR /e %/Qef ( ,

conform relatiilorrelaţiilor )

<

-

<

e

C # ;

C = -

<

e

C A ;

C =

-

e"

" " "

C ;

#

A

µ

µ

′ =

′∑ %.S(

unde iµ′ , li şi 3i sunt parametrii permea2ilitate magnetică, lungime şi arie

transversală a porţiunii omogene @i” a miezului considerat.

:nductanţa înfăşurării cu K spire pe miezul dat se poate

estima pe 2aza parametrilor torului de su2stituţie)

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 117 - ;368753 68&




M ________________________________________________________________________________________

[ ]< <

< T

+ + +

-

+ee e L

e

N A N L A N H

# C µ µ µ µ −′ ′= = = ×

%M(

undeT+

<

-

+e L

$H A

C %&

µ µ +′ = ×

este factorul de inductanţă al miezului

considerat.

7acă circuitul magnetic toroidal sau cel al oalei de ferită nu

au întrefier atunci e' µ µ = e , unde e

' µ e este permea2ilitatea relativaă

comple$ă a torului de su2stituţie, iar µ cea a materialului. ?n cazul

e$istenţei unui întrefier cu lăţime = BB le atunci între părţile reale ale

permea2ilităţilor /e e şi / se poate scrie relaţia)

-

-e

C

C

Aδ

µ δ

µ

′ ≈+

′

unde 3= este sectţiunea întrefierului.





Fig. 6-3. Iecţiunea transversală a unui miez tip @oală”.

;a e$emplificare, parametrii torului de su2stituţie pentru un

miez de tip @oală” fără întrefier, avnd dimensiunile din &ig. -H se vor

calcula aplicnd relaţiile %.( şi %.S( astfel)

( )< <

- C H A r r π = − # ( )< <

H < - A r r π = − #

H<

< <

r # #$

A ( r π = #

H <<

< < <

< < H

<

r r #

A ( r r π

−=

< <

H C

< H<

r r % r

+= − # ( )< <

C C H H<

< A r r r (

π = − + #

( )C <<

C# % (

π = + # %.+T(

< <

< -- <

<

r r % r

+= − # ( )< <

V < - <<

< A r r r (

π = − + #

( )V -<

C# % (

π = +

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 119 - ;368753 68&




<+ ________________________________________________________________________________________

Fig. 6-3. Iecţiunea transversală a unui miez tip @oală”.

Dacă circuitul magnetic toroidal au cel al oalei de !erită nu au

"ntre!ier atunci e # $ unde e ete %ermea&ilitatea com%le'ă relati(ă

a torului de u&titu)ie$ iar cea a materialului. *n ca+ul e'iten)ei

unui "ntre!ier cu lă)ime ,, le atunci "ntre %ăr)ile reale ale%ermea&ilită)ilor e -i e %oate crie rela)ia

µ′

+δ

≈µ′

δ

-

-e ;

3

;

unde A ete aria tran(erală de !lu' "n "ntre!ier.




——————— LUCRAREA NR.CAPITOLUL 6 ________________________________________________________________________________________ Inductan)a unei &o&ine reali+ată %e un mie+ %oate !i calculată

utili+/nd %arametrii torului de u&titu)ie

[ ]!-+ K3;

K

l

3 KL T<

L

-

<

e+

e

e<

e++−⋅=µ′µ=µ′µ=

unde

⋅

µ′µ= +

<

T

-

e+L

sp

n!-+

;3 ete !actorul de inductan)ă al mie+ului

coniderat.

6.2.(). *i!r+!ril! , $i!#ul %!ri$"&!tic

>ierderile în miezul ferimagnetic depind de inducţia de vrf ) B

aplicată materialului %pierderi prin 'isterezis( şi de frecvenţă %pierderi prin

curenţi &oucault(. 7e asemenea, la *oasă frecvenţă şi cmp mic %

+ +) * B→ → ( se definesc pierderile reziduale, acestea fiind o proprietate

de material.

7ependenţa factorului de pierderi %tg=mW/( în funcţie de

inducţie şi de frecvenţă %*oasă, pentru a nu considera pierderile prin

rezonanţă magnetică( este arătată calitativ în &ig. -Cura V.

3stfel, o variantă %Legg( de e$primare a pierderilor în ferite la

inducţii mici este)

( )

<

* m ( r , , , , )

B e* /

δ δ δ δ

µ µ µ µ π = + + = + +′ ′ ′ ′

unde)

a 1 este constantă de material a pierderilor prin 'isterezis X6- Y#

e 1 este constantă de material a pierderilor prin curenţi &oucault Xs- Y#

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 121 - ;368753 68&




<< ________________________________________________________________________________________ c 1 este coeficient al pierderilor reziduale.

Figura Fig. 6-45. 7ependenţa factorului de pierderi funcţie de frecvenţă.

3stfel, o variantă %Legg( de e$primare a pierderilor în ferite la inducţii mici este)

( )cef "Za<

-tgtgtgtg r f 'm ++π

=µ′δ

+µ′δ

+µ′δ

=µ′δ

%<(

unde) a 1 este constantă de material a pierderilor prin 'isterezis X6-Y#

e 1 este constantă de material a pierderilor prin curenţi &oucault Xs-Y#

c 1 este coeficient al pierderilor reziduale.

?n prezenţa întrefierului relaţia %.M( devine)

( )

<me

e

e

, ) B e* /δ

µ π = + +

′

unde e) B este inducţia efectivă de vrf)

+ <e

eee

e

) NI U ) B A N #

A A Aδ

µ ω δ

µ

= ≈

+ ÷′

%.HC(

iar U este tensiunea efectivă aplicată înfăşurării realizate pe miezul

considerat.





6.( Ap"r"tur" utili#"t"ă:

- punte de măsură 5L; de precizie 8 CTM+3, 3gilent, punctul M.

din ;apitolul M %9ateriale pentru 8lectronică. ?ndrumar (al ?ndrumarului

punte 5L; 8CTM+3,3gilent#

- G-metru "9 V+, 6esla, punctul M.S din ;apitolul M %9ateriale

pentru 8lectronică. ?ndrumar (al ?ndrumarului#

- s

- ursă du2lă sta2ilizată 9ultista2 <HV, :>" "ucureşti

- generator de curent constant şi miliampermetru + C++m3 ,

punctul M.H din ;apitolul M %9ateriale pentru 8lectronică. ?ndrumar (al

?ndrumarului.

Utilizarea aparatelor pentru e$ecutarea măsurătorilor este prezentată în ;apitolul M % >aul [c'iopu, 3drian 9anea 9ateriale pentru

8lectronică., ?ndrumar ( generator de curent constant şi miliampermetru + C++m3 , punctul H din ;apitolul M al ?ndrumarului.

- sursa du2la de tensiune 9ultista2 <HV

7escrierea si utilizarea aparaturii este data in 3K8\3 .

-6..- )!'"% "ă'ur"r!" lucr "ării.

6.

-.1. )!p!+!ţ" +! %r!c/!ţă " p!r$!"0ilităţii $"&!tic!

r!l"ti/! co$pl!! " $"t!ri"l!lor %!ro$"&!tic!

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 123 - ;368753 68&




<C ________________________________________________________________________________________ >entru a caracteriza un material feromagnetic %&e-Ii(, la

semn mic %"A B m6( se utilizează H 2o2ine cu aceeaşi geometrie a

2o2ina*ului şi acelaşi numarnumăr de spire %KH++ spire(..

→ >rima 2o2inaă este notată Lm şi are miez magnetic format din

tole &e-Ii, 8E:, introduse întreţesut pentru a realiza un circuit magnetic

înc'is.

→ 3 doua 2o2inaă, , notată cu Lmd, diferă de prima numai prin

modul în care au fost introduse tolele) astfel pe o parte a 2o2inei sunt

introduse toate tolele 8 iar pe cealaltă se monteazaă toate tolele : pentru a

înc'ide circuitul magnetic. ?ntre tolele 8 şi : se introduce un @întrefier”

%adică un material nemagnetic, în cazul de faţă un strat de 'rtie(

→ 3 treia 2o2ină, notată Lmm0, este identică cu celelalte dar nu are

miez magnetic..

Ie conecteazaă, pe rnd 2o2ina Lm, respectiv Lmd şi Lm+ la 2ornele

punţii de măsură 5L;, conform pct. M..H din ;apitolul M al ?ndrumarului.Ie variazamodifică fi$ează frecvenţa de maăsur aă conform valorilor dinla

valorile specificate in 6a2elul -. 7atele o2ţinute se trec, de asemenea, în

6a2elul -.

Tabelul 6-1

f(kH! 0,05 0,0" 0,1 0,2 0,5 1 5 10 15 20

Lm

%L&e(

Lm%m!(

5 m%N(Lmd

%L&e=(

Lmd%m!(5 md%N(

Lm+Lm+%m!(5 m+%N(

;alcule //

Gm

/ef





/ef

Gmef

Ie va o2serva sla2a dependenţă a valorilor Lmm+ şi 5 mm+ de

frecvenţa de măsură în domeniul frecvenţelor *oase.

Ie vor calcula, cu a*utorul relaţiei %.VC( partea reală µQ şi cea

imaginară µQQ pentru 2o2ina fără îîntrefier Lm, respectiv µQef şi µQQef pentru

2o2ina cu întrefier Lmd<, pentru cele + frecvenţe din 6a2elul -,completndu-se secţiunea de calcule a acestuia.

>e 2aza 6a2elului - se vor reprezenta grafic si se vor

comenta dependenţele /Q%f(, /QQ%f( şi Gm%f(, respectiv /Qef %f(, /QQef %f( şi

Gmef %f(, unde Gm /Q W /QQ şi Gmef %f( /Qef W /QQef sunt, respectiv,

factorul de calitate al miezului magnetic pentru 2o2ina fără întrefier şi

factorul de calitate ec'ivalent pentru 2o2ina cu întrefier# se vor su2linia

diferentelediferenţele de valori , mai ales pentru factorul de calitate la

frecvente frecvenţe uzuale pentru aceste materiale % V+ !z, ++ !z ( si şi la

frcventele frecvenţele mari %+ ]!z, <+ ]!z(. ;ele grafice se vor realiza

pe H diagrame diferite sau pe aceeaşi diagramă, însă cu scale diferite pentru

cele H mărimi %acestea au game de valori care diferă cu cteva ordine de

mărime(, astfel că reprezentarea lor pe o diagramă cu o singură etalonare pe

a$a ordonatelor este practic imposi2ilă^

2.2 #ara$%erarea feri%el&r la'emal mi$

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 125 - ;368753 68&




< ________________________________________________________________________________________ 6. F!rit!l! $oi 'ut $"t!ri"l! "ti%!ro$"&!tic!

!co$p!'"t! "l! căror propri!tăţi '! +"tor!"#ă it!r"cţiuilor

+itr! ioii $!t"lici c! "p"rţi uor 'u0r!ţ!l! $"&!tic! +i%!rit!

cr!"t! +! ioii +! oi&!. &!!r"l3 'tructur" $"t!ri"lului "r! l"

0"#ă +ouă tipuri +! 'u0r!ţ!l! c! pr!#ită $"&!ti#"r! 'pot"ă

cu $o$!t! $"&!tic! !!&"l! ori!t"t! "tip"r"l!l.

Structur" c4i$ică &!!r"lă " %!rit!lor 5'pi!l !'t!:

M!27O28 F!(7O(28

u+! M! !'t! u $!t"l 0i/"l!t 9M3 Z3 Ni3 C+3 M&3 " !tc.; '"u

o co$0i"ţi!

-E.2 )!p!+!tţ" +! %r!c/!t"ţă "

p*!r$!"0ilit"tăţiit!" co$pl!ă r!l"ti/!

ăco$pl!! " %!rit!lor

9etoda>rincipiul de măsură folosităaeste următorul) se

determină valorile inductanţei sşi rezistentei ec'ivalente a unei 2o2ine cumiez Lm1 şi a unei 2o2ine fără miez L011, identică cu prima, la diferite

frecvenţe# determinand capacitatea parazitaă a 2o2inei sşi factorul de

corectţie la frecventţele de maăsur aă, putem analiza comportarea miezului

de feritaă iîn domeniul de frecventaţă studiat.

9ăsurătoarea se e$ecută cu puntea de măsură 5L;. conform pct.

M..H din ;apitolul M %9ateriale pentru 8lectronică. ?ndrumar (al

?ndrumarului., din aceste măsurători rezultnd partea reală a permea2ilităţiimagnetice a miezului. >entru determinarea părţii imaginare a permea2ilităţii

se fac măsurători asupra factorului de calitate al celor două 2o2ine.

"o2ina Lm este construitaă pe 9ăsurătorile se fac utiliznd

un circuit magnetic înc'is pentru a pune în evidenţă proprietăţile de

material.) sIe utilizează în acest scop o oală de ferită de dimensiune M




——————— LUCRAREA NR.CAPITOLUL 6 ________________________________________________________________________________________ pe mosorul căreia au fost 2o2inate K < spire %2o2ina Lm(# şi 2o2ina L+

este o 2o2ină identică cu cea din interiorul oalei de ferită, cu acelasaşi

numaăr de spire, dar fără miez %2o2ina L+(.

a( Ie determină capacitatea parazită a 2o2inei cu miez Lm

folosind G-metrul "9 V+ 6esla, conform pct. M.S.< din ;apitolul M

%9ateriale pentru 8lectronică. ?ndrumar (al ?ndrumarului.. >entru aceasta se

cuplează Lm la 2ornele marcate cu @L$” ale G-metrului şi se face acordul

acestuia la < frecvenţe apropiate %f M++ `!z şi f < +++ `!z(, notndu-se

valorile corespunzătoare ale capacităţii condensatorului varia2il intern al G-

metrului la acord %;v şi ;v<(. alorile măsurate se trec în 6a2elul -<.

Tabelul 6-2.

"o2ina Lm f X`!zY M++ +++;v Xp&Y

aloarea capacităţii parazite a 2o2inei Lm se calculează cu relaţia)

< <

- - < <

< <

< -

0 0 P

* C * C C

* *

−=

−

2( Ie estimează frecvenţa proprie de rezonanţă a 2o2inei cu miezLm măsurnd inductanţa acesteia la frecvenţă *oasă de <+!z cu puntea de

măsură, conform pct. M..H din 3ne$a;apitolul M al ?ndrumarului.

. (.

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 127 - ;368753 68&




<M ________________________________________________________________________________________ &recvenţa proprie de rezonanţă a 2o2inei Lm se calculează cu

relaţia)

< &r 1 re2

3 P

* L C π

=

c( ;u a*utorul punţii de măsurăi se vor face măsurători, conform

pct. M..H din 3ne$a;apitolul M al ?ndrumarului, asupra 2o2inelor Lm şi Lo

L+, la diferite frecvenţe indicate in în 6a2elul -H.

Tabelul 6-3.

&

%]!J

]!z(

V+ M+ ++ <++ V++ M++ +++ V++ <+++

" o 2 i n a

L m -

Lm%m!(

5 m%N(

" o 2 i n a

L + - -

L+%m!(

5 +%N(

; a l c u l e

] bbG

Ie completează prin calcul ultima secţiune din 6a2elul -H folosindrelaţiile de mai *os)





<

m- p]% ( L ;ω = + ω ( ) <

-

m &4 L C ω ω = −

<

m- p]% ( L ;ω = + ω ,

-

+-

' m L

4L µ = ,

QQ m- +-

+-

5 5

L

−µ =

ω

- +-

+-

'' m R R

L µ

ω

−= %.S(

>e 2aza 6a2elului -H se vor reprezenta grafic dependenţele /Q%f(,

/QQ%f( şi Gm%f( si se vor comenta, unde)

-, unde /Q şi /QQ sunt partea reală, respectiv cea imaginară a

permea2ilităţii relative comple$e a materialului ferimagnetic %ferita

tip”oalaă”(,

- Gm /Q W /QQ reprezintă factorul de calitate al miezului magnetic

%care este diferit de factorul de calitate al 2o2inei cu miez G 2m(, iar- f este frecvenţa. de maăsur aă# F < f#

- ( ) <

-

m &4 L C ω ω = − <

m- p]% ( L ;ω = + ω este factor de

corectţie determinat de comportarea iîn frecventţa a miezului de feritaă sşi

de efectul parazit capacitiv prezentat de 2o2inaă.

;ele H grafice se vor realiza pe H diagrame diferite sau pe aceeaşi

diagramă, însă cu scale diferite pentru cele H mărimi % care au ordine de

valori diferite(.

6.-.-( )!p!+!tţ" i+uct"tţ!i u!i 0o0i! +!

po#itţi" $i!#ului $"&!tic.

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 129 - ;368753 68&




H+ ________________________________________________________________________________________ - Ie va maăsura inductantţa şi rezistentţa ec'ivalentaă de pierderi

pentru 2o2ina L+< cu puntea 5L;, la f r ecventţele V++]!z, 9'z sşi <

9!z#

- Ie va introduce un miez de ferităa tip „2ar aă”, îin interiorul

2o2inei, pe iîntreaga generatoare a acesteia, avand o poziţtie simetricăa

fataţă de e$tremitatăţile 2o2inei, se va maăsura la aceleaşsi frecvenţte, noua

2o2inaă fiind notataă L+H #. E5&#"/" e%,e 7rm8,9re: /e#e ! m8r"m"

%,7",e 7 me e #9r" /re "*er8 /7 /<,e 9r"$e e m8r"me %,*e# /8

re&ree$,re #9r &e 9 "rm8 /7 9 %"$7r8 e,#9$re &e 5 9r9$,e#9r

e%,e &r/,"/ "m&9%"b"#8

- Ie va introduce acelasşi miez îin interiorul 2o2inei doar pe din

generatoarea acesteia# se vor face măasur aătorile la aceleasşi frecventţe,

2o2ina fiind notataă L+<H #

- Ie vor trece datele îintr-un ta2el similar cu 6a2elul -H şsi se vacalcula factorul de calitate# se vor comenta rezultatele.

6.-.<-F. Mă'ur"r!" p!r$!"0ilităţii r!/!r'i0il!

>rincipiul de măsură este următorul) folosind o 2o2ină cu

miez înc'is avnd < înfăşurări %primar şi secundar(, se determină valoarea

inductanţei uneia dintre înfăşurări %cea primară( la diferite valori aleintensităţii cmpului magnetic în miez. aloarea acestuia din urmă se

sta2ileşte prin modificarea intensităţii unui curent continuu aplicat

înfăşurării secundare a 2o2inei..

a( Ie utilizează o 2o2ină cu miez de ferită toroidal cu 7 <VH

mm, d H mm şi ' S.V mm, avnd < înfăşurări) cea primară cu K p




——————— LUCRAREA NR.CAPITOLUL 6 ________________________________________________________________________________________ <HV spire şi cea secundară cu Ks <V+ spire. ?nfăşurarea primară se

notează cu Lm< şi reprezintă inductanţa de măsurat.

Figura Fig. 6-56. 9onta* e$perimental pentru determinarea dependenţei

/rev f%!( pentru un miez de ferită toroidal.

;u această 2o2ină se realizează circuitul din &ig. -uraV . ;u

a*utorul generatorului de curent constant ;;, alimentat de la sursa

sta2ilizată I6I cu o tensiune de V se in*ectează un curent continuu în

înfăşurarea secundară a 2o2inei. conform pct. M.H.< din ;apitolul M

%9ateriale pentru 8lectronică. ?ndrumar(al ?ndrumarului.. aloarea

intensităţii acestui curent electric se modifică din potenţiometrul > şi se

măsoară cu un miliampermetru 93 avnd capătul de scală la valoarea de

:ma$ C++ m3.

)b'er*a+ie) Ku lăsaţi generatorul de curent în gol dect în cazul în

care l-aţi deconectat de la sursa de tensiune^

Ie efectuează măsurători asupra înfăşurării primare Lm< a 2o2inei

toroidale la frecvenţa f V+ ]!z. alorile inductanţei Lm< măsurate la

diferite valori ale intensităţii curentului continuu in*ectat în secundar %care

corespund cu diferite valori ale intensităţii cmpului magnetic în miez( se

trec în 6a2elul -C.

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 131 - ;368753 68&




H< ________________________________________________________________________________________ Tabelul 6-4

?nfăşurarea

Lm<

:s Xm3Y + V+ ++ V+ <++ H++ C++Lm< XY

;alcule ! X3WmY/Qrev

2( Ie completează ultima secţiune din 6a2elul -C folosind relaţiile)

% %

e

N I

H # =

<

<

& e

9 9

e

N A

L # µ =

<

<

mre0

9

L

L µ ′ =

unde Lo< reprezintă valoarea inductanţei înfăşurării primare considerate fără

miez, iar le şi 3e sunt parametrii torului de su2stituţie pentru 2o2ina Lo< %vezi

secţiunea .2.2#. #ara$%eriarea ma%erialel&r ferimage%i$eferi%el&r la

'emal mi$(. 3ceştia din urmă se calculează pe 2aza dimensiunilor toruluişi a relaţiilor %.M()

3e 'O ( )< -r r − ,

( )< -<

<e

r r #

π × += , <

< r × 7 <HV.Hmm,

-<×r d H.mm, ' S.Vmm.

%.M(

>e 2aza 6a2elului -H se va reprezenta grafic dependenţa

( )re0 H µ ′ .

6.-.6G. <Mă'ur"r!" p!r$!"0ilităţii r!l"ti/! !%ic"c! "p"r!t!

ri$iiul de m'ur este acelaşi cu cel de la punctul ., şi

anume se determină inductanţa şi rezistenta ec'ivalenta de pierderifactorul




——————— LUCRAREA NR.CAPITOLUL 6 ________________________________________________________________________________________ de calitate pentru o 2o2ină cu miez tip 2ară, pentru aceeasşi 2o2ină cu miez

de tip cadru si pentru aceeasşi 2o2ina, identica din punct de vedere

constructiv % acelaşsi numaăr de spire(, dar fără miez.

Ie utilizează o 2o2ină cu K ++ spire, avnd ca miez o 2ară

de ferită 9n-Jn. "o2ina cu miez de tip 2ară se notează cu Lm2C+H, cea cu

miez de tip cadru se noteaza notează cu Lmc+C , iar aceeaşi 2o2ină,

considerată fără miez, se notează cu L+C. &recvenţele de măsură sunt cele din6a2elul -H iar rezultatele măsurătorilor se vor trece într-un ta2el similar cu

6a2elul -H % factorul ] ( sşi se va calcula Gm /Q W /QQ .

>entru 2o2ina cu miez de tip 2ară se calculează părţile reală şi

imaginară ale permea2ilităţii aparente comple$e relative cu relaţiile)

+C

Cm2Q

apL

L/ =

+C

+CCm2QQ

apLF

r r /

⋅

−=

%T(

6.<. Coţiutul r!%!r"tului

.Iscopul lucrării#

<.6a2elulele şi graficele cerute la fiecare punct împreună cu

relaţiile de calcul folosite# # graficele vor fi comentate .

H. ;calculul parametrilor torului de su2stituţie pentru miezul detip oală M$, reprezentat iîn f&ig. -H. cu dimensiunile )

<r H< mm# <r < VM mm# <r H V,C mm# <r C M mm# l lH S,S mm# '

H mm

C. ;concluzii şi comentarii.

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 133 - ;368753 68&




HC ________________________________________________________________________________________ Tabelul 3 împreună cu relaţiile de calcul folosite#

calculul %arametrilor torului de u&titu)ie %entru mie+ul

de ti% oală

conclu+ii -i comentarii.

=. i0lio&r"%i!

1. i0lio&r"%i!

0. 1.M. Catuneanu$ .a. Materiale %entru electronica.

Ed. Did.i 2ed. 3ucureti$045.

. Adrian Manea$ Ang7el Flec7iu$ Materiale i

com%onenete electronice$ Culegere de %ro&leme$ lit.I23$

0450 8. Nicolau E. Manulalul inginerului electronit 1ol.0$

3ucure-ti$Ed Te7nică$0459

8. Marin Drăgulinecu$ Adrian Manea$ Materiale %entru

electronică$ (ol.0$ Editura MATRI:R;M$ 3ucure-ti <<.

=. 2aul >c7io%u$ Carmen?Liana >c7i%u$ Electronic

Material$ Ed.Aeternita$ Al&a Iulia$ <<4 @. Florin Ciu%rina$ Materiale electrote7nice$ !enomene i

a%licatii$ Ed. 2rintec7$<<9

0. Cătuneanu$ 1. Materiale %entru electronică$ 3ucure-ti$

Ed. Didactică -i 2edagogică$ 044





. Nicolau E. Manulalul inginerului electronit 1ol.0$

3ucure-ti$Ed Te7nică$0459

8. M. Drăgulinecu$ A. Manea Materiale pentru

electronică$ Ed Matri'$ 3ucure-ti$ <<

6.6 tr!0ări i pro0l!$!

. >resupunnd inducţia ) B foarte mică %negli*nd, deci, pierderile

prin 'isterezis( determinaţi pierderile reziduale ale miezului de tip oală de

ferită trasnd dreapta @<” din &igura &ig. -CV pentru două valori ale

frecvenţei din 6a2elul -H şi determinnd valoarea coeficientului de pierderi

% constanta @c ” relaţia %.<(( la intersecţia dreptei cu ordonata. Iă se

calculeze şi valoarea constantei de pierderi prin curenţi tur2ionari sau

&oucault % constanta @e” din relaţia %.<(( ca fiind panta dreptei trasate.

<. 9ăasur and, cu a*utorul puntţii 5L;, douaă 2o2ine cu miez

aparent identic sşi care au acelasşi numaăr de spire, cum putetţi identifica

2o2ina care are miezul magnetic cu iîntrefier

H. 7educeţi relaţia de calcul pentru capacitatea parazită a 2o2inei

cu miez de tip oală de ferită, dacaă aceasta este maăsurataă cu G-metrul.

C. ;um comentatţi comportarea celor trei 2o2ine 1 punctul .C.C 1

iîn functţie de frecventţa sşi iîn functţie de pozitţia 2arei de feritaă .

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 135 - ;368753 68&




H ________________________________________________________________________________________

V. 7e ce 2o2ina cu miez de feritaă tip 2ar aă Lm2C % punctul .C.(,

%din platforma masurata( de la un anumit nivel al frecventţei de maăsur aă

prezintaă o inductantaţă „negativaă”

. >entru o 2o2ina cu inductanţa L ++/! si şi rezistenta

rezistenţa serie de pierderi r +,MVN saă se calculeze factorul de calitate

sşi tangenta ung'iului de pierderi la f r ecventţele de ++ !z si <V+]!z#

comentatţi rezultatele.

S. >entru o 2o2ina 2o2ină cu valoarea nominalaă de L <Vm!,

frecventţa proprie de rezonantaţă de HV]!z si şi rezistentţa serie de

pierderi 5 <SN, saă se calculezae capacitatea parazitaă a 2o2inei sşi

factorul de calitate al acesteia la frecventţa de lucru de <H ]!z .

+. >entru oala de ferită M dimensiunile sunt următoarele)

<r +,H< cm# <r < +,VM cm# <r H ,VC cm# <r C ,M cm# l lH +,SS cm# ' +,H cm.

7. /ibli&grafie

2. /ibli&grafie

. .9. ;ătuneanu, s.a. 9ateriale pentru electronică. 8d. 7id.si >ed.

"ucuresti,TM<.

<. 3drian 9anea, 3ng'el &leşc'iu, 9ateriale şi componente electronice,

;ulegere de pro2leme, lit. :>", TM

H. Kicolau 8. 9anualul inginerului electronist ol., "ucureşti, 8d

6e'nică,TMS H. 9arin 7răgulinescu, 3drian 9anea, 9ateriale pentru electronică,

vol.,< 8ditura 9365:\549, :I"K TSH-MV-HCC- şi :I"K TSH-MV-

HV-T, "ucureşti <++<.

C. >aul [c'iopu, ;armen-Liana [c'iopu, 8lectronics 9aterials, 8d.

3eternitas, 3l2a :ulia, :I"K TSM-TSH-MT+-V-S, <++T




——————— LUCRAREA NR.CAPITOLUL 6 ________________________________________________________________________________________ V. &lorin ;iuprina, 9ateriale electrote'nice, fenomene şi aplicaţii, 8d.

>rintec', <++S

#;

;l

<

<

e = #;

;3

<

e = Qef

#

3

l;

i ii

i

e

∑ µ′

=µ′

4 2o2ina masurata cu G-metrul

—————————————————————————————————————L3"453645UL 78 93685:3L8 - 137 - ;368753 68&

Date post:	18-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	bobo-sandu
View:	282 times
Download:	0 times

LUCRAREA 6.doc

Documents