Обработка результатов и оценка погрешности

1. Представить результаты измерения динамической кривой намагничивания в таблице и графически. На графике B=f(H) построить две динамические кривые намагничивания, одна из которых получена при измерении амплитудных значений поля и индукции осциллографом, а вторая - расчетом амплитудных значений по измерениям эффективных значений тока и напряжения. Для объяснения имеющегося расхождения привлечь осциллограммы B=f(t) и H=f(t).

2. Оценить погрешности измерений В_max и Н_max осциллографическим методом и методом измерения эффективных значений, пользуясь классом точности приборов. В оценку погрешностей не включать погрешности емкости и сопротивления, т.к. они дадут одинаковую систематическую погрешность и для осциллографического метода и для метода эффективных значений. Таким образом для вершин петли гистерезиса оценить по классу точности приборов и(аналогично дляH₀ и H_0эф). На гистерезисе обозначить область погрешности.

3. Привести данные В_max, Н_max (с учетом погрешностей), В_r и Н_с.

4. Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. Что такое динамическая кривая намагничивания?

2. Что такое коэрцитивная сила?

3. Как получить формулу для расчета поля внутри тороида?

4. Какой физический закон положен в основу для измерения магнитной индукции?

5. Для какой цели во вторичной цепи используется интегрирующая цепочка?

Творческие вопросы

1. Что получится на экране осциллографа, если данный ферромагнитный образец нагреть выше точки Кюри?

2. Почему вторичная обмотка образца составляет несколько тысяч витков. Что изменится, если сделать вторичную обмотку с числом витков в 10 раз меньшим?

3. Как изменятся результаты, если взять образец сечением в 2 раза меньшим?

4. Можно ли данным осциллографическим методом измерить петлю гистерезиса на тороидальном образце с коэрцитивной силой 10⁵ А/м?

Список литературы

1. Савельев И. В. Курс общей физики. Т.2. М.: Наука, 1978.

2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т.З. М.: Наука, 1976.

3. Описания работ по электрической лаборатории. Свердловск: УрГУ, 1975. Вып. 1.

Лабораторная работа № 14

Определение кривой намагничивания

в переменном магнитном поле

Цель работы: измерить динамическую кривую намагничивания при частоте 50 Гц.

Методика измерения

Как показано в разделе 2, для получения динамической кривой намагничивания необходимо знать положения вершин частных циклов петель гистерезиса, т.е. определить В_max и Н_max в каждом цикле при постепенном увеличении этих величин.

Для измерения используется Следующая схема:

Рис. 21. Схема для получения динамической кривой намагничивания: БП - блок питания переменного тока; М - катушка взаимной индуктивности; V₁ и V₂ - вольтметры средних значений; R - активное сопротивление; О - осциллограф; А - амперметр; mA - миллиамперметр.

Данные образца: n₁ - число витков первичной обмотки; n₂ - число витков вторичной обмотки; r_ср - средний радиус тороида; S - площадь сечения.

На ферромагнитный образец в форме тороида (рис. 11) наматывается намагничивающая обмотка числом витков n₁, через которую пропускается переменный ток. Тем самым в образце создается переменное магнитное поле. На этот же образец наматывается вторичная обмотка с числом витков n₂, называемая измерительной, в которой индуцируется ЭДС. Таким образом, схема состоит из двух участков: а.) цепи намагничивающей, куда входит блок питания, амперметр, намагничивающая обмотка, катушка взаимной индуктивности, сопротивление R; б.) цепи измерительной, которая состоит из измерительной катушки n₂ и вольтметра V₂.