Опытное исследование картины магнитного поля

Опытное исследование картины магнитного поля производят различными методами.

Первый метод основан на явлении электромагнитной индукции и состоит в следующем. Плоскую очень малых размеров рамку с намотанной на нее обмоткой помещают в исследуемую область поля и соединяют с баллистическим гальванометром. При коммутации тока в обмотках аппарата (или машины), в воздушном зазоре которого исследуется поле, или при быстром удалении рамки в область, где магнитное поле заведомо слабое (в последнем случае ток в обмотках не переключают), измеряют количество электричества, протекшее через баллистический гальванометр, и по нему судят о среднем значении индукции в рамке. Затем рамку помещают в другую точку поля и снова определяют индукцию и т. д.

Этот метод дает возможность исследовать магнитные поля практически любой конфигурации в пространстве вне ферромагнетиков.

Второй метод исследования безвихревого поля — метод моделирования полями тока в проводящей среде — основан на использовании аналогии между полем в проводящей среде и магнитным безвихревым полем. Он состоит в следующем. Для снятия картины плоскопараллельного поля в воздушном зазоре какого-либо аппарата или машины из листа металла (например, из стального листа) изготовляют увеличенную модель исследуемого участка поля.

Так, на рис. 21.12 изображена модель mpqrstn для исследования поля рассеяния между полюсами машины постоянного тока.

Рис. 21.12.

Линия mpqr мрдели — это очертание края полюса, rs — очертание нижней части ярма, пунктирная линия abc — очертание верхней части ярма, st — линия симметрии в поле. Так как МДС распределена по высоте полюса, то подвод тока к краю полюса (к линии qr) производится от нескольких припаянных к листу проводов. Токи в них могут регулироваться, и этим может задаваться закон распределения МДС по высоте полюса. Отвод тока от линии тп, являющейся эквипотенциальной, производится с помощью массивной проводящей колодки.

Щуп и индикатор И (гальванометр) служат для построения эквипотенциал ей в поле проводящей среды.

Линии mpq и rstn эквипотенциальные. К ним линии? подходят под прямым углом. Линия гр в общем случае не является эквипотенциальной, поэтому к ней линии? подходят не под прямым углом. Тангенциальная составляющая? в точке на линии rq равна тангенциальной составляющей плотности тока в этой точке, поделенной на проводимость у модели. Линиям? и ср модели соответствуют линии ср_м и Н исследуемого участка магнитного поля (подробнее см. в [12]).

Третий метод —применение преобразователя Холла (кристаллических или пленочных). Они дают возможность измерять индукцию в диапазоне примерно от 1 мТл до нескольких тесл. Например, преобразователь типа ПхЭ-606 имеет размеры 0,7×0,7×0,15 мм и чувствительность у = 1 В/(ТлА).

Четвертый метод — применение магниторезисторов (см. § 13.19).

Качественное исследование магнитного поля часто производят с помощью стальных опилок, которые насыпают на плоский лист из неферромагнитного материала, помещают в магнитное поле и слегка по листу постукивают. Опилки расположатся вдоль силовых линий. По густоте силовых линий можно качественно судить об интенсивности магнитного поля. Вместо опилок нередко используют мельчайшие порошки окислов железа, находящихся во взвешенном состоянии в какой-либо жидкости, например керосине. Этот способ широко применяют при магнитной дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов. ^§