Исследование гиратора на основе слоистой структуры феррит никеля–метглас–цирконат-титанат свинца

1. Исследование гиратора на основе слоистой структуры феррит никеля – метглас – цирконат-титанат свинца.

Подготовил магистрант
Каф. ПТРА Сергеев И.С.
Научный руководитель
Проф. Петров В.М.

2. Введение

Невзаимный
идеальный
гиратор
впервые был предложен в 1948 г.
Теллегеном. Гиратор используется в
качестве преобразователя напряжения в
ток или тока в напряжение, а также
емкостного сопротивления в индуктивное
или
индуктивного
сопротивления
в
емкостное сопротивление.

3.

Для
использования
слоистой
магнитострикционно-пьезоэлектрической структуры
в качестве гиратора необходимо приложение
подмагничивающего поля. Для практического
применения гиратора более предпочтительной
является слоистая структура, позволяющая получить
внутреннее постоянное магнитное поле и отказаться
от использования внешнего подмагничивающего
поля. Одним из вариантов такой структуры может
служить
магнитострикционно-пьезоэлектрическая
структура, в которой используется неоднородный по
составу магнитострикционный материал, что
является условием для создания внутреннего
постоянного магнитного поля.

4. Изготовление

Последовательность
изготовления
лабораторного образца состоит в следующем:
1. Берется изготовленная структура метглас—
ЦТС.
2. С двух сторон клеем БФ-2 наклеивается по
пластине никель-цинкового феррита размером
40×1×1 мм.
3. Сушка образца под прессом в течение 24 ч.
Таким образом, у нас получился образец
слоистой структуры состава феррит никеля—
метглас—ЦТС—метглас—феррит никеля размером
62×1×2,65 мм.

5. Эксперимент

Слоистая структура состава метглас-никельцинковый феррит - ЦТС была изготовлена методом
склеивания. С целью контроля качества образца
проведено
измерение
прямого
магнитоэлектрического
(МЭ)
эффекта
при
помещении образца в намагничивающую катушку.
Наведенное
электрическое
напряжение
наблюдалось на экране осциллографа. Получена
амплитудно-частотная характеристика гиратора
(рис. 2). Следует отметить, что график на рис. 2
получен без использования внешнего постоянного
магнитного поля.

6.

Рисунок 1 - Образец слоистой структуры состава
феррит никеля—метглас—ЦТС—метглас—феррит
никеля

7.

Рисунок 2 - График зависимости
индуцированного напряжения от частоты

8.

Проверка гираторных свойств слоистой
структуры при преобразовании емкости и
индуктивности производилась с помощью LCRметра «Programmable LCR Bridge HM8118». В
ходе эксперимента исследовался эффект
гирации (преобразование индуктивности в
емкость и емкости в индуктивность).
Изменение индуктивности внешних катушек,
подключенных
параллельно
основной
катушке, приводило к незначительному
изменению выходной емкости. Результаты
измерений показаны на рис. 3.

9.

Рисунок 3 - График зависимости
индуктивности от емкости

10.

Следующим шагом в исследовании
будет изучение 3-х образцов разного
размера для выявления наиболее высокого
КПД. После чего будет эксперимент по
увеличению КПД с помощью нагрузки.
Заключительным
этапом
является
сравнение
КПД
гиратора
и
КПД
трансформатора, что позволит выяснить,
получится ли заменить трансформатор
магнитоэлектрической структурой или нет.

11. Заключение

В результате исследования получена новая
структура с неоднородной магнитострикционной
компонентой, позволяющая использовать ее в
гираторе,
работающем
без
внешнего
подмагничивающего поля. Результаты данной
работы имеют важное практическое значение для
создания
устройств
на
основе
магнитострикционно-пьезоэлектрических структур,
функционирование
которых
не
требует
подмагничивания.

12. Спасибо за внимание!