- •Физика.
- •Содержание
- •Изучение сведений об измерениях и электроизмерительной аппаратуре
- •Краткая теория
- •1. Метрологическая терминология
- •2. Единицы измеряемых физических величин
- •3. Погрешности измерений и измерительных приборов
- •4. Характеристики измерительных приборов
- •5. Обозначения на шкалах электроизмерительных приборов
- •6. Системы измерительных приборов
- •7. Измерение тока, напряжения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование электростатических полей
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Измерение электрических сопротивлений
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение емкости конденсатора при помощи тока низкой частоты
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Изучение явления термоэлектричества и градуировка термопары
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Исследование явления магнитного гистерезиса
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки и методика проведения измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Изучение работы электронного осциллографа
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона
- •Краткая теория
- •Методика измерений и устройство экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Земли
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Изучение закона мощности переменного тока и принципа действия электрического счетчика
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки
- •Методика определения коэффициента мощности cos , активного сопротивления ra, и емкости конденсатора с, расчета постоянной электрического счетчика
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
Описание экспериментальной установки и методика проведения измерений
Используя электронный осциллограф, можно наблюдать явление магнитного гистерезиса при перемагничивании ферромагнитного образца, в качестве которого в данной работе берется сердечник трансформатора ТР рисунок 16.2. На первичную обмотку лабораторный автотрансформатор ЛАТР подается переменное напряжение. Сигнал, подаваемый на горизонтально отклоняющую систему осциллографа с сопротивления R1, прямо пропорционален току в первичной обмотке. В свою очередь, напряженность магнитного поля в сердечнике трансформатора пропорциональна величине этого тока (H=nI). Следовательно, отклонение луча по горизонтали пропорционально напряженности внешнего магнитного поля.
ЭДС во вторичной обмотке, согласно закону Фарадея
~. (16.11)
Следовательно,
~~, (16.12)
где сила тока во вторичной обмотке.
Значение индукции пропорционально
(16.13)
заряду конденсатора. Напряжение на конденсаторе UC ~ q, следовательно, напряжение на конденсатореUC~В. Сигнал, подаваемый на вертикально отклоняющую систему, пропорционаленUC, а, следовательно, и значениюВ. Таким образом, отклонение луча по вертикали пропорционально величине магнитной индукцииВ.Следовательно, электронный луч будет вычерчивать кривую зависимости, т.е. петлю гистерезиса.
Порядок выполнения работы
Получаем максимальную, по размерам экрана, петлю гистерезиса. Снимаем по сетке осциллографа координаты пятнадцати точек этой кривой в различных ее местах (обязательно записываем координаты вершины). Данные заносим в таблицу.
Nх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После этого, уменьшая напряжение, получаем ряд петель гистерезиса меньшего размера (шесть кривых). Заносим в таблицу только координаты вершин полученных кривых.
ny |
|
|
|
|
|
|
nx |
|
|
|
|
|
|
Обработка результатов измерений
По данным первой таблицы строим зависимость , т.е. петлю гистерезиса. Далее наносим координаты вершин из второй таблицы и соединяем их кривой, которая называется кривой намагничивания.
Контрольные вопросы
В чем состоит гипотеза Ампера?
Сформулируйте определение магнитного момента.
В чем заключается процесс намагничивания вещества?
Как возникает орбитальный магнитный момент атома?
Что такое спиновой магнитный момент?
Сформулируйте определение намагниченности.
Что такое физически бесконечно малый объем?
Сформулируйте определение напряженности магнитного поля.
В чем смысл использования для описания магнитного поля кроме вектора магнитной индукции вектора напряженности магнитного поля?
Сформулируйте определение магнитной восприимчивости и магнитной проницаемости. В чем состоит физический смысл магнитной проницаемости?
Приведите примеры и опишите отличительные черты атомов диамагнетиков. В чем состоит физическая природа диамагнетизма?
Почему образцы диамагнетиков выталкиваются в область более слабого магнитного поля?
Приведите примеры и опишите отличительные черты атомов парамагнетиков. В чем состоит физическая природа парамагнетизма?
Почему образцы парамагнетиков втягиваются в область более сильного магнитного поля?
Опишите отличительные черты ферромагнетиков.
Что такое остаточная индукция и коэрцитивная сила?
По какому признаку ферромагнетики делят на жесткие и мягкие? Укажите области их использования в технике.
Что представляют собой домены в ферромагнетике? Почему и в каких условиях макроскопические образцы ферромагнетиков разбиваются на домены?
Опишите процессы в ферромагнетике при помещении его в плавно возрастающее магнитное поле.
Какова физическая природа ферромагнитного гистерезиса?
Как свойства ферромагнетиков зависят от температуры. Сформулируйте закон Кюри – Вейсса. Что такое температура Кюри?
Объясните, как в экспериментальной установке формируется сигналы пропорциональные напряженности внешнего поля и индукции поля в ферромагнетике?