Калориметрический метод измерения

Калориметрический метод определения потерь применяется в широком диапазоне частот (до десятков мегагерц) и магнитных индукций. Мерой потерь энергии в магнитном материале при намаг­ничивании переменным магнитным полем является изменение температуры образца и окру­жающей его среды.

При измерении значитель­ных потерь (от единиц до десят­ков ватт) используют способ не­посредственного измерения по­вышения температуры за счет потерь в образце. При измере­нии малых потерь используют дифференциальный калориметрический метод.

Рис. 226. Принципиальная схема диф­ференциального калориметра

На рис. 226 приведена прин­ципиальная схема дифференци­ального калориметра. Два теплоизолированных от внешней среды идентичных по размерам и характеристикам охлаждения сосуда С1 и С2 заполняют калориметрической жидкостью (трансформаторным мас­лом, керосином и т. п.), которая непрерывно перемешивается механи­ческими мешалками. В сосуд С1 помещают тороидальный испытуемый образец О с намагничивающей обмоткой ω₁, в сосуд С2 помещают тороид таких же размеров из диэлектрика с малыми потерями с об­моткой ω₂. Обмотки ω₁ и ω₂ соединяют последовательно и питают от высокочастотного генератора ВГ; ток в обмотках фиксируется ампер­метром А1. Конденсатор С переменной емкости, включенный в цепь обмоток ω₁ и ω₂, служит для настройки схемы в резонанс. В сосуды С1 и С2 встроены электроды дифференциальной термопары ДТ, термо-э.д.с. ее измеряется с помощью чувствительного милливольт­метра тV. Для определения индукции в образце служит вольтметр средних значений Vср, приключенный к обмотке ω₁.

При отсутствии тока в обмотках ω₁ и ω₂ температура в сосудах С1 и С2 одинакова и указатель милливольтметра стоит на нулевой отметке шкалы. При намагничивании образца температура в сосуде С1 повышается за счет потерь энергии на гистерезис и вихревые токи в материале образца. Милливольтметр укажет возникшую разность температур в сосудах С1 и С2. С помощью нагревательного элемента r, встроенного в сосуд С2 и питающегося от аккумуляторной батареи Б, в сосуде С2 устанавливается такая же температура, как в со­суде С1. Равенство температур в сосудах С1 и С2 устанавливается по нулевому показанию милливольтметра.

Потери на гистерезис и вихревые токи в образце определяют по току в нагревательном элементе, который фиксируется амперметром А2, и сопротивлению нагревательного элемента r:

.

Для определения удельных потерь необходимо Р_г.в.т разделить на массу образца.

Из описания метода видно, что он достаточна трудоемкий. В на­стоящее время применяются автоматические дифференциальные кало­риметры. Погрешность определения по­терь 1—2%.

Дата добавления: 2015-10-28