Вопросы для самоконтроля

1. Что представляют собой транзисторы?

2. Какую роль играют эмиттер, база и коллектор в транзисторе?

3. Почему базу транзистора делают тонкой?

4. Для каких носителей тока коллекторный переход включается в обратном направлении?

5. Как можно найти величины входного и выходного сопротивлений транзистора, используя полученные характеристики?

6. Что такое коэффициент усиления транзистора по току?

Лабораторная работа № 11 Снятие кривой намагничивания и петли гистерезиса с помощью осциллографа.

Цель работы: экспериментальное исследование явления гистерезиса и получение кривой намагничивания ферромагнитного образца.

Приборы и принадлежности: ферритовый образец, осциллограф, конденсатор, сопротивления, источник питания, соединительные проводники, кабели.

Вывод рабочих формул и описание установки

Изображение петли гистерезиса можно получить на экране осциллографа, если ферромагнетик поместить в магнитное поле, создаваемое переменным током, и на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ подать напряжение , пропорциональное , а на вертикально отклоняющие пластины - пропорциональное В. Принципиальная схема установки приведена на рис. 11.3

Исследуемым веществом является феррит, из которого изготовлен тороид Т Первичная обмотка тороида подключена к источнику переменного тока через сопротивление R₁, Индукция магнитного поля внутри тороида без сердечника равна , где -число витков на I м. Напряжение на горизонтально отклоняющих пластинах будет равно

. , (8)

т.е. пропорционально B₀.

Во вторичной обмотке тороида источником тока является ЭДС индукции, равная , где - поток вектора магнитной индукции через поверхность, охватываемую всеми витками вторичной обмотки. Если S - площадь, охватываемая одним витком, a - число витков, то

, (9)

Запишем закон Ома для вторичной цепи, пренебрегая самоиндукцией вторичной обмотки

, (10)

где

(11)

Здесь - напряжение на конденсаторе, - заряд конденсатора. Вели велико ( Ом), то первым слагаемым в формуле (10) можно пренебречь, откуда

и

Подставляя значение I. в выражение (11), получим напряжение,:.подаваемое на вертикально отклоняющие пластины осциллографа, пропорциональное В :

(12)

Таким обрезом, на одни пластины подается напряжение, пропорциональное B₀ , на другие - пропорциональное В и результате, возникающая на экране осциллографа картина в некотором масштабе воспроизводит петлю гистерезиса исследуемого материала.

За один период синусоидального изменения тока след электронного луча на экране опишет полную петлю гистерезиса, а за каждый последующий период в точности её повторит. Поэтому на экране будет наблюдаться неподвижная петля гистерезиса.

Упражнение I. Снятие кривой намагничивания

Увеличивая потенциометром R напряжение , мы будем увеличивать амплитуду I и получать на экране последовательно ряд различных по своей площади петель гистерезиса. Верхняя точка петли гистерезиса находится на кривой намагничивания. Следовательно, для построения кривой намагничивания необходимо снять с экрана осциллографа координаты вершины петель гистерезиса и .

Для построения кривой намагничивания вычислим значение B₀ и В из формул (8) и (12), переписанных в виде

и

Величины U_x и U_y - можно определить, зная величину напряжений U_x и , вызывающих отклонение электронного луча на одно деление в направлении осей X и У при данном усилении. Тогда

U_x=K_xU_x, U_y=K_yU_y

, где K_x и K_y - координаты вершин петель гистерезиса в делениях координатной сетки осциллографа. Подставляя последние выраженияв значения для В₀ и В , получим

(13)

(14)

где

(15)

(16)