Обработка результатов эксперимента

1. Учитывая, что длительность процесса возрастания и убывания тока в цепи Т = 0,02 с, рассчитать цену деления сетки осциллографа по горизонтали:

C_x = .

2. Рассчитать значения постоянных времени _зи_pпо формуле

_з,p=С_хt_з,р

3. По формулам (8) вычислить индуктивность цепиL, учитывая, чтоR_з=r + R₁,R_р=r + R₁ + R₂.

4. Рассчитать среднее значение индуктивности <L>, доверительный интер­валLи относительную ошибку измеренияЕсогласно приложению 1. Дове­рительную вероятность принять= 0,95.

Результаты работы

1. Записать значение коэффициента индуктивности цепи в виде

L= <L>  L; E = %.

2. Сделать выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит явление электромагнитной индукции? Приведите при­меры.

2. Запишите закон Фарадея для электромагнитной индукции.

3. В чем состоит правило Ленца? Приведите примеры.

4. Чем отличается явление самоиндукции от явления электромагнитной индукции? Напишите выражение для э.д.с самоиндукции.

5. Что называется индуктивностью, от чего она зависит?

6. Выведите законы возрастания и уменьшения токов при замыкании и размыкании.

7. Выведите формулу для индуктивности соленоида.

8. Что называется постоянной времени цепи?

9. Как определяется цена деления по оси времени на экране осцилло­графа?

10. Как определить постоянные времени_зи_pпо графику изменения тока на экране осциллографа?

11. Как вычисляется в работе индуктивность катушки при замыкании и размыкании?

12. Построить качественный график зависимости тока от времени при замыкании (размыкании) цепи. На графике показать постоянную времени цепи. Показать характер графика при изменении индуктивно­сти цепи и ее сопротивления.

Дополнительная литература

1. Савельев И. В. Курс физики. Т.2. - М.: Наука, 1989. - §53-56.

2. Трофимова Т.И Курс физики. - М.: Высшая школа, 2003. - §122, 126, l27.

Лабораторная работа № 3-5 исследование магнитных свойств ферромагнетиков

Цели работы:изучение магнитных свойств ферромагнетиков, получе­ние кривой намагничивания ферромагнетика и петли гистерезиса с помощьюосциллографа, определение магнитной проницаемости ферромагнетика.

Приборы и принадлежности:панель с ферромагнетиком (сердеч­ник трансформатора) и интегрирующей цепочкой, осциллограф, реос­тат, вольт­метр, набор проводов.

Магнитные свойства ферромагнетиков

Рис. 1

Зависимость индукции внутри ферромагнетикаВот индукции намагничи­вающего поляB_о(кривая намагничивания) имеет вид, изображенный на рис.1 (кри­вая ОА). При уменьше­нии внешнего поля кривая размагничивания ферромагнетика (криваяАК) не совпадает с кривой намагничивания (рис. 1). Даже при уменьшении внешнего поля до нуля внутри ферромагнетика оста­ется некоторая преимущественная ориента­ция доменов. Эта ориентация является при­чинойостаточной индукции ферромагнети­ка (отрезокОКна рис. 1). Для того чтобы уничтожить остаточную индук­цию, надо приложитькоэрцитивную силу– внешнее поле противоположного направления (отрезокОСна рис. 1). Перемагничи­вание ферромагнетика происходит по замк­нутой кривойAKCDEFA(рис. 1), которая называетсяпетлей гистерезиса. Перемагничивание фер­ромагнетика требует затрат энергии, которая выделяется в виде тепла.

Чем больше площадь петли гистере­зиса, тем больше работа перемагничивания. Максимально возможная для данного ферро­магне­тика петля гистерезиса изображена на рис. 1. При увеличении индукции намагничи­вающего поля больше значенияВ_оmкривые намагничивания и размагничива­ния совпа­дают с линиейAM. ТочкаАсоответствует началу так называемого состоянияна­сыщения ферромагнетика,когда все домены ориентированы в направле­нии внешнего поля. В этом случае индукция магнитного поля внутри ферромагнетика растет только за счет индукции намагни­чивающего поляВ_о.

Рис. 2

Зависимость магнитной проницаемос­ти= B / B_oот индукции намагничива­юще­го поляB_oимеет вид, изображенный на рис. 2. При насыщении ферромагнетика величина магнит­ной про­ницаемостистремится к еди­нице.