6. Измерения

Экспериментальная установка состоит из кассеты ЛФ-99, электронного осциллографа С1-117/1 и звукового генератора Г3-33 (рис. 10.6). Питание первичной обмотки тороидального трансформатора осуществляется от звуковой генератора. Силу тока в первичной цепи можно изменять, регулируя выходное напряжение звукового генератора. Порядок подготовки экспериментальной установки к работе следующий.

1. Соберите схему установки в соответствии с маркировкой на кассете (Рис. 10.6).

2. Подключите электронный осциллограф и звуковой генератор к сети.

3. Подготовьте осциллограф к работе (в режиме наблюдения фигур Лиссажу).

4. Установке частоту звукового генератора <500 Гц, а ручку регулировки значения выходного напряжения поставьте вращением против часовой стрелки в крайнее положение.

5. Включите питание лабораторного стенда и приборов. Установите светящуюся точку на экране осциллографа в центре экрана.

Задание 1

СНЯТИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧЕНИЯ

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

2. Получив на экране осциллографа максимальную петлю гистерезиса, запишите координаты x и у вершины этой петли.

3. Измените (уменьшите) с помощью ручки РЕГУЛИРОВКА ВЫХОДА звукового генератора петлю на экране и вновь запишите в таблицу координаты ее вершины.

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

5. По формулам (10.16) и (10.25) найдите напряженность Η и индукцию В магнитного поля для вершин всех наблюдаемых петель гистерезиса и занесите полученные результаты в таблицу.

6. Рассчитайте погрешность определения Η и В и также занесите полученные значения в таблицу.

Величины α и β, необходимые для расчета Η и В, определяются по формулам (10.17) и (10.26). Необходимые для этого расчета значения величин a, r₁, r₂, N₁, N₂ для каждого образца приведены на панели установки. С = 1 мкФ, R₁ = 30 Ом, R₂ = 560 кОм.

Таблица

№	x, дел	у, дел	H, А/м	H, А/м	B, Тл	B, Тл

Задание 2 ·

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ И ОСТАТОЧНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ

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

2. Получите на экране максимальную петлю гистерезиса. По максимальной петле гистерезиса найдите координату х_с, соответствующую коэрцитивной силе Н_с и координату у_ост, соответствующую В_ост (см. рис. 10.3).

3. По формулам (10.16) и (10.25) определите Н_с и В_ост. Найдите погрешности измерения Н_с и В_ост.

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

Задание 3

ОЦЕНКА РАБОТЫ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ А_п ЗА ОДИН ЦИКЛ

1. Получите на экране максимальную петлю гистерезиса. Измерьте с помощью координатной сетки и рассчитайте значения Η и В для построения петли гистерезиса.

2. Нарисуйте петлю гистерезиса в координатах В = f(H) и измерьте ее площадь. ·

3. По формуле (10.30) определите работу перемагничивания за один цикл.

Отчет о работе должен содержать: график кривой намагничевания, таблицу результатов, экспериментальные значенияВ_ос,Н_с, график с петлей гистерезиса, результаты расчета работы, краткие выводы.

Контрольные вопросы

1. Что означает насыщение ферромагнетика?

2. Каковы основные свойства ферромагнетиков?

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

4. Как ведет себя контур с током в магнитном поле?

5. Что такое диамагнетики и парамагнетики?

Литература

1. Савельев И. В. Kypc общей физики: В 3-х т.— М.: Наука, -1988.. -Т.2, §55 -§59.

2. Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. – М.: Высш. школа, 1983.- 463 с. §40 - §42.

1 Гипотезу о том, что магнетизм связан с круговыми токами в веществе, высказал еще А. Ампер (фран. физ.) в 1820 г.

2 Что такое диамагнетизм вещества?

3 Диамагнетизм был открыт М. Фарадеем (анг. физ.) в 1845 г.

4 Какие вещества называю парамагнетиками?

5 Что такое намагниченность магнетика?

6 Какая величина называется напряженностью магнитного поля?

7Первая кривая магнитной проницаемости получена А. Г. Столетовым 1874 г.

8 Каков физический смысл коэрцитивной силы?

9 Магнитный гистерезис был открыт почти одновременно нескольким учеными в 1880-1882 г.

10 Экспериментальное доказательство существования ферромагнитных доменов получено Г. Баркзаузеном (нем. физ.) 1919 г.

11Теория доменного строения создана Я, И. Френкелем и Я. Г. Дорфманом в 1930 г. В 1934 к развитию этой теории приложили руку Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц (все сов. физики.).

12 Что такое точка Кюри? Кюри (фран. физ.) открыл этот закон в 1895 г.

142