2. Описание установки и метода измерений

Схема установки показана на рис.5.4. Исследуемым образцом является ферритовый тороид Т, на который равномерно намотаны две об- мотки 1 и 2 с числом витков N₁ и N₂ соответственно. Последователь- но с намагничивающей обмоткой 1 включен резистор r₁, сопротивление которого равно R₁, и миллиамперметр mА. Напряжение с сопротивления R₁ подается на горизонтальный вход X осциллографа. Это напряжение пропорционально

Рис.5.4

напряженности поля катушки 1, так как через обмотку 1 и резистор r₁ течет один и тот же ток. Следовательно, и отклонение луча по горизонтали пропорционально Н.

Для тороида Н = n I, где I - сила тока в тороиде, n - число витков на 1 м тороида (плотность витков).

Миллиамперметр показывает эффективное значение тока I_эф. Амплитуда переменного тока . Таким образом, для амплитуды намагничивающего поля имеем:

, (5.9)

где L_ср- средняя длина тороида, а - плотность витков обмотки 1.

На вертикальный вход У осциллографа подается напряжение U с конденсатора С. Пренебрегая падением напряжения на вторичной обмотке 2, имеем (по закону Ома): ε = R₂J₂ - U_с где ε- ЭДС индукции, возникающая в обмотке 2, R₂ - сопротивление резистора r₂, U_с - напряжение на конденсаторе С. Если R₂ и С так велики, что R₂J₂ » U_c, то

, (5.10)

где N₂ - число витков обмотки 2, а S - площадь сечения тороида.

Учитывая выражение (5.10), получаем:

, (5.11)

или . (5.12)

Таким образом, отклонение электронного луча по оси У (по верти- кали на экране осциллографа) будет пропорционально величине В (в каждый момент времени). Напомним, что отклонение луча по горизонтальной оси х пропорционально Н.

За полный цикл изменения Н луч описывает на экране осциллографа петлю гистерезиса (рис.5.3):

В = f(Н).

3. Задание и отчетность

1. Собрать схему согласно рис.5.3 (все ручки на приборах находятся в положениях, отмеченных красными точками !).

2. Изменяя ток I _эф в намагничивающей обмотке поворотом ручки "Рег. выхода" генератора низкочастотных сигналов, измерить напряжение на конденсаторе U_{с эф} универсальным вольтметром В7-16, выбирая пределы измерения и интервалы величин согласно таблице, имеющейся на рабочем месте.

3. Результаты измерений I_эф и U_{с эф} записать в таблицу.

4. Для каждого значения I_эф определить Н_о и В_о по формулам (5.9) и (5.12) соответственно. Построить основную кривую В_о = f(Н_o) (участок ОА на рис.5.3).

5. Для каждого Н_о определить μ по формуле и построить график μ=f(H)

4. Дополнительное задание

Определить коэрцитивную силу Н_с и остаточную индукцию В_r, установив для этого максимальную величину I₂ = 40 мА.

1. Определить по осциллографу число делений, соответствующее коэрцитивной силе Н_с (отрезок ОН_с на рис.5.3), и умножить его на цену деления С_н (указана на передней панели прибора). Так рассчитывается напряжение U_1с.

Коэрцитивную силу вычислить по формуле

2. Определить по осциллографу число делений, соответствующее остаточной индукции В_r (отрезок ОВ_r на рис.5.3), и умножить его на цену деления С_в (значение С_в определяется по положению большой ручки переключателя "Вольт/дел."). Тем самым Вы найдете U_сr. Остаточную индукцию определить по формуле