Порядок выполнения работы Задание 1. Снятие кривой намагничивания.

• Регулируя выходное напряжение звукового генератора и усиление по оси у осциллографа, установите предельную петлю гистерезиса, соответствующую магнитному насыщению образца. При этом размеры петли на экране должны в наибольшей мере использовать площадь экрана осциллографа.

• Получив на экране осциллографа предельную петлю гистерезиса, запишите координаты х и у вершины этой петли.

• Измените (уменьшите) с помощью ручки регулировки выхода звукового генератора петлю на экране и вновь запишите в таблицу координаты ее вершины.

• Повторите измерения по п.3 еще 5 раз. В итоге вы получите 7 петель гистерезиса. В случае необходимости (если размер петли мал) можно изменить коэффициент отклонения луча по вертикали. При этом b₂ принимает новое значение.

• По формулам (8) и (10) найдите напряженность Н и индукцию В магнитного поля для вершин всех наблюдаемых петель гистерезиса и занесите полученные результаты в таблицу.

• Рассчитайте погрешность определения Н и В и также занесите полученные значения в таблицу.

Таблица

№ петли	x (дел)	y (дел)	Н (А/м)	H(А/м)	В (Тл)	В (А/м)

Задание 2. Определение коэрцитивной силы и остаточной намагниченности.

• Убедитесь, что в отсутствие напряжения, подаваемого со звукового генератора, светящаяся точка на экране осциллографа находится в центре экрана.

• Получите на экране предельную петлю гистерезиса.

• По предельной петле гистерезиса найдите координату x₂, соответствующую коэрцитивной силе Н_с и координату y_ост, соответствующую В_ост (см.рис.1).

• По формулам (8) и (10) определите Н_с и В_ост.

• По полученному значению Н_с установите группу ферромагнетика (мягкий или жесткий).

Задание 3. Оценка работы намагничивания за один цикл.

• Получите на экране предельную петлю гистерезиса. Измерьте с помощью координатной сетки и рассчитайте значения Н и В для построения петли гистерезиса.

• Нарисуйте петлю гистерезиса в координатах B–H и измерьте ее площадь.

• По формуле (11) определите работу перемагничивания за один цикл.

Контрольные вопросы.

1. Что называется намагниченностью магнетика?

2. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.

3. Какие граничные условия для векторов H и B выполняются на границе раздела двух сред?

4. Каковы основные свойства диамагнетиков и парамагнетиков?

5. Каковы основные свойства ферромагнетиков?

6. Как ведут себя ферромагнитные домены при увеличении напряженности внешнего магнитного поля?

7. Почему постоянный магнит притягивает к себе железные предметы?

8. Если в вашем распоряжении имеются два куска железа, один из которых намагничен, а второй - нет, как тогда определить, какой из двух кусков железа является постоянным магнитом?

Приложение Работа по перемагничиванию ферромагнетика

Рассмотрим цепь, изображенную на рис. 1. Цепь содержит последовательно соединенные источник тока с ЭДС Е и катушку индуктивности, намотанную на замкнутый сердечник. Сопротивление всех проводников цепи равно R.

Рассмотрим работу, совершенную источником тока за время dt:

Eidt – idt=Ri²dt (1).

Здесь dФ – изменение потока вектора магнитной индукции в катушке за время dt. Если катушка содержит N витков, а площадь поперечного сечения каждого витка S, то:

dФ=NSdB (2).

Кроме того, согласно теореме о циркуляции вектора напряженности магнитного поля, имеем:

Hℓ=Ni (3),

где ℓ – длина сердечника катушки.

Тогда из (1) – (3) получим:

Eidt = VHdB + Ri²dt (4).

Здесь V=Sℓ – объем сердечника катушки.

Таким образом, работа источника Eidt расходуется на джоулев нагрев проводников цепи Ri²dt и работу VHdB по перемагничиванию сердечника переменным магнитным полем. Очевидно, что HdB есть работа по перемагничиванию единицы объема. Величина этой работы, как видно из рис. 2, равна площади заштрихованного участка петли гистерезиса. Тем самым, работа за один цикл перемагничивания, совершенная над единицей объема вещества равна площади петли гистерезиса.