.Ф.изика . магнитных .явлений
Лебедев В.В., кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник Московского авиационного института (национального исследовательского университета)
РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ФЕРРИТЕ
Решалась задача создания простейшего устройства измерения мощности бытовых приборов, сеть 50 Гц. Принята структура, показанная на фиг 1
Ток
Использовались ферритовые кольца. Ферритовое колечко прямо надевалось на сетевой провод. На кольце наматывалась измерительная обмотка 10 витков, подключаемая к АЦП контроллера (Фиг 1). Напряжение сети с делителя так же подавалось на другое АЦП контроллера. Простейшая программа выдавала на 8- сегментный индикатор результаты измерения Р,и, соБф. Конструктивно микросхемы размещались в корпусе типового сетевого удлинителя на 4 нагрузки. Ожидалась точность измерения лучше 1го процента (с учетом начальной калибровки). Однако при токе нагрузки более 0.7 А на измерительной обмотке ферритового кольца появлялись искажения синусоиды. Для исследования искажений, схема была упрощена, как показано на Фиг 2.
220В ■
Индикатор: напряжение, ток. мощность со8ф. искажения аш *>0.
сояф. искажения йш о(
Фиг. 1. Структура прибора
Нагрузка
Ток 1А
220В сеть 501 ц
Осцилограф
Рис 2. Схема испытаний.
Вид возникавших искажений показан на рис 3.
Фиг. 3. Искажения синусоиды при большом токе. Последнее кольцо с прямоугольной петлей гистерезиса, ц больше 12 тысяч.
Сетевой провод прямо проходил сквозь кольцо. Было проверено влияние его изгиба вокруг тела кольца на 90° 180° 270° . Влияние изгиба не замечено. Вместо прямого прохождения токового провода формировались один, два, три витка. Амплитуда изменялась в соотношении 1, 3, 4, 5. Изменялся диаметр намотки от плотной до 10 кратной величины. Изменения амплитуды не замечено.
Искажения начинались при токе 0.75 А во временной точке, соответствующей моменту снижения величины тока (или в момент выхода феррита из насыщения). Длительность выброса (по основанию) уменьшалась у колец с большим ц (минимальное значение примерно 0.7 мс). Все 6 типов испытуемых колец дали одинаковые результаты, включая кольцо с прямоугольной петлей гистерезиса В64290 и стальную гайку. Момент начала искажения - выброса происходил при меньшем токе для колец с большим ц.
Для проверки теории приведен рис 4 , где выделены области насыщения. Считалось, что сигнал в измерительной обмотке должен появляться при отличии производной потока от нуля. На практике такого не наблюдалось.
/ /■-N /
1; I- цр< ишодйлй II "1"ь Я С НЯСЫШМ1НРН
»» и
Фиг. 4. Ожидаемая форма сигнала при насыщении.
Вместо стремления сигнала к нулю при насыщении, первородная форма синусоиды сохраняется и в моменты начала уменьшения тока (или в моменты выхода кольца из насыщения) происходит импульсный выброс.
Естественно, полученные результаты не претендуют на точность измерения, они получены в домашних условиях, но достоверно передают эффект релаксации. Более подробно исследовать описываемое можно при использовании ЛАТера для плавной регулировки амплитуды тока, двух лучевого осциллографа для фиксации моментов выброса, замене сетевого источника 220В генератором последовательности синусоидальных, редких прямоугольных, треугольных, трапецеидальных (с изменяющимся наклоном спадающей ветви импульса) сигналов. (Генератор должен обеспечивать достаточный ток). Все это можно осуществить в оборудованной лаборатории. 30.08.2014. wwle@mail.ru
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.