Сегодня статья освещается практическому опыту, задачей которого - поиск токов смещения и влияние частоты сигнала в первичной катушке на параметры магнитных возмущений в стальном сердечнике. В качестве основы для построения опыта были взяты рекомендации из опытов Фарадея, описанных и дополненных в книге В.Ф.Миткевича "О магнитных потоках и его преобразованиях" от 1946 года. Она хоть и достаточно старая, но зато хорошо описывает и анализирует опыты с магнитными полями М.Фарадея, приводит аналитику с математическими расчетами Максвелла. При этом Миткевич дает свою оценку на проводимые опыты и структуру и формирование магнитных полей.
Конкретно такого опыта в книге нет, но зато есть много других, подтолкнувших меня на выполнение этой схемы и поиска нужных мне взаимодействий.
Этот опыт я уже проводил в 2019 году, когда создавал свое устройство на основе взаимодействия вихревых магнитных потоков, но кое-какие мысли появились благодаря вопросам и комментариям на моем канале. Спасибо всем, кто высказывал свою точку зрения и помогал в поиске технических решений для построения этого опыта.
Да простят меня специалисты, если вы заметите неточности или ошибки при проведении опыта. Много воды утекло с момента, когда я проводил опыты в студенческие годы, а затем применял их на практике получая профессиональные знания. Со временем увы, это все забывается.
Пояснения к схеме опыта
- Катушка соленоида намотана на стальной сердечник d=2мм проводом 0.2мм. Индуктивность - 40мкГ
- Диаметр соленоида - 30мм
- Стальной сердечник разомкнут
- В зазор разомкнутого сердечника вставлен диэлектрик с токосъемниками
- Пассивное сопротивление сердечника 3.5Ом
- Напряжение подается от лабораторного источника питания Vcc = 2.6В
Выглядит это примерно так
Задачей опыта был анализ токов, создаваемых в магнитном сердечнике при формировании замкнутых магнитных линий по эффекту взаимной индукции поля. Ток этот, если я не ошибаюсь, принято называть паразитными токами Фуко. Из-за чего трансформаторы выполняются в виде отдельных пластин и служат как раз для уменьшения этих паразитных токов. У меня задача сопоставить этот ток с током смещения, возникающего в разомкнутой цепи магнитного потока. Для этого сердечник соленоида был разрезан и между ним вставлен диэлектрик. Ток при этом не создается (проводник разомкнут), но это ни как не влияет на магнитный поток, - для него диэлектрик не преграда.
Для создания замкнутых магнитных линий (магнитного потока в сердечнике соленоида) на обмотку катушки Lc подается сгенерированный сигнал, частотой импульсов от 1 Гц до 10МГц.
Интенсивность магнитного потока определяем по уровню сигнала на тестовой катушке (по эффекту самоиндукции).
Интенсивность токов смещения определяем по создаваемому напряжению на токосъемниках вставленного в разрыв соленоида диэлектрика.
Результаты
Напряжение на тестовой катушке (оценка эдс самоиндукции) зависит от частоты сигнала, начиная проявляться с частоты входных импульсов в несколько единиц килогерц и имеет максимуму на частоте около 1МГц, затем с ростом частоты практически имеет незначительное значение.
Напряжение на токосъемниках (оценка токов смещения) зависит от частоты похожий как на тестовой катушке но с частоты примерно 5МГц начинает рост напряжения похожий на резонас в колебательном контуре, образованном соленоидом и диэлектриком.
Выводы
Колебательный контур, создаваемый катушкой индуктивностью (сердечник соленоида) и конденсатором из диэлектрика начинает выходить на резонансную частоту поддерживая колебания магнитного потока (гистерезис в железном сердечнике).