I. Описание установки.

Для определения основной кривой намагничивания в установке (рис. 9.1) в качестве образца используется кольцевой (тороидальный) железный сердечник – Ж. На сердечнике, площадь сечения которого , намотана в один слой намагничивающая катушка 3 с плотностью намотки – числом витков на единицу длины окружности кольца по среднему радиусу, которая создает внешнее поле. На сердечник намотана также вторичная (измерительная) катушка 4 с небольшим числом витков , в цепь которой включается милливеберметр.

Рис. 9.1. Электрическая схема установки.

Напряженность магнитного поля H, создаваемого тороидом (катушкой 3) при прохождении по нему тока I, будет равна (см. IV.12):

. (9.0)

Магнитный поток , проходящий через сечение железного кольца, в этом случае равен:

, (9.1)

где В - индукция магнитного поля в железе.

Возникающая при намагничивании индукция в железе, согласно (IV.9)

.

Для ферромагнетиков находится в сложной зависимости от, и поэтому кривая намагничиванияопределяется экспериментально. Если коммутировать (переключать на противоположное направление) ток в катушке 3, то изменение магнитного потока через сечение кольца будет равно:

(9.2)

а изменение потокосцепления с вторичной катушкой 4 будет при этом

. (9.3)

Это изменение потокосцепления вызывает в цепи катушки 4 появление индукционного тока (см. (IV.13а)), который приводит к отбросу стрелки милливеберметра , включенного в эту цепь и измеряющего изменение потокосцепления в милливеберах:

. (9.4)

Из уравнений (9.2) и (9.3) выводим расчетную формулу для величины индукции магнитного поля в железе:

, (9.5)

, (9.6)

где Д – величина постоянная для данной установки, которую целесообразно рассчитать заранее по формуле.

Индукцию магнитного поля в железном кольцевом образце находят для различных режимов тока и, следовательно, для различных значений внешнего намагничивающего поля. Полученные данные позволяют построить кривую, называемую кривой Столетова.

III. Порядок выполнения работы

1. Преподаватель или лаборант однополюсным переключателем К₂ подключает намагничивающую катушку 3 в цепь питания (при разомкнутом ключе K₃) к источнику постоянного напряжения и включает питание от зажимов (+24 В).

2. Записать данные установки:

3. Замкнуть коммутатор K₁ в исходное положение и, пользуясь реостатом , установить ток=1,2 А. При этом несколько раз изменить направление тока коммутатором для того, чтобы создать устойчивую намагниченность в железе.

4. При включенном в исходное положение коммутаторе K₁ замкнуть вторичную цепь ключом К₃ переводом его в положение "Кр" и определить положение стрелки веберметра .

5. Быстро изменить направление тока в первичной цепи на обратное перебрасыванием коммутатора К₁ и отметить крайнее деление, на которое отклонилась стрелка веберметра . Найти

.

6. Разомкнуть ключом K₃ вторичную цепь и, если нужно, возвратить стрелку милливеберметра в обратную сторону.

7. Возвратить коммутатор K₁ в исходное положение и уменьшить реостатом ток на 0,1 А.

8. Выполняя пункты 4 ÷ 6, измерить отброс стрелки при последовательном уменьшении силы тока на 0,1 А, занося в таблицу значения силы тока I, и .

Таблица

; ; S_ж =...(м²)

№ п/п	А	А/м				Тл
1 2 ···