6. Послідовність виконання роботи

На лабораторному стенді розташовані всі прилади, необхідні для виконання роботи: ЛАТР, тороїд з обмотками, осцилограф, резистори, конденсатор.

Перед початком виконання роботи ознайомтесь з усіма приладами. Особливу увагу зверніть на ручки керування осцилографом: яскравість, фокус, ручки зміщення променя по горизонталі і вертикалі, ручки підсилення по вертикалі і горизонталі.

1. Згідно рис 50.6 зібрати електричну схему, при цьому джерела струму повинні бути вимкнутими (вимкнутий осцилограф і ЛАТР).

2. В табл. 50.1 занести значення величин, які вказані на стенді:

Таблиця 50.1.

Обмотки тороїда				Опір резисторів, Ом		Ємність конденсатора, С
Первинна		Вторинна
Число витків, N1	Довжина обмотки, l, см	Число витків, N2	Площа поперечного перерізу, см2	R1	R2

3. Ввімкнути осцилограф. Встановити електронний промінь в центр координатної сітки (користуватись ручками: зміщення променя по горизонталі і вертикалі).

4. Ввімкнути ЛАТР і, збільшуючи вихідну напругу, отримати на екрані зображення максимальної петлі гістерезису (з ділянками насичення). Ручками підсилення по вертикалі і горизонталі домогтись того, щоб петля займала більшу частину екрана.

5. Перенести зображення отриманої петлі гістерезису на міліметровий папір (рис. 50.7) і на рисунку записати значення чутливостей осцилографа: K_yі K_x. Відлік значень K_yта K_xпровести по відповідним шкалам біля ручок: “підсилення по вертикалі”; “підсилення по горизонталі”.

7. Розрахунок залишкового намагнічення та коерцитивної сили досліджуваного феромагнетика

1. Виміряти віддальа=2хміж двома точками петлі гістерезису (рис.50.7), які відповідають коерцитивній силіН_k. Підставившив формулу (50.17), розрахувати значенняH_k.

2. Виміряти віддаль b=2уміж точками петлі, які визначають залишкову намагніченістьВ₃. У формулу (50.18) підставитиі розрахувати значення В₃.

3. Похибки H_kіB₃вираховують за формулами похибок (50.19) і (50.20), які виводять з робочих формул. (50.17) та (50.18) (похибками числа витків можна нехтувати).

(50.19)

(50.20)

Похибки К_хіК_урівні половині ціни найменшої поділки відповідних шкал чутливості осцилографа. Похибкахіуоцінює сам експериментатор.

8. Додаткове завдання: визначення магнітної проникності досліджуваного феромагнетика

Після того, як на екрані осцилографа отримана максимальна петля гістерезису, послідовно зменшуючи напругу на первинній обмотці тороїда, отримують ряд часткових петель, поки петлі не стягнуться в точку. Для кожної петлі гістерезису на міліметровому папері відмічають положення (координати) вершин петлі. За формулами (50.17) і (50.18) розраховують значення напруженості та індукції магнітного поля у відповідних вершинах часткових петель гістерезису, а за формулою (50.7) визначають магнітну проникність  досліджуваного феромагнетика. Побудувавши графік залежності  від Н (див. рис. 50.5), знаходять максимальне значення проникності.

9. Застосування феромагнітних матеріалів

У залежності від значень коерцитивної сили розрізняють магнітно-тверді (магнітно-жорсткі) та магнітно-м'які матеріали. Магнітно-тверді матеріали характеризуються великим значенням коерцитивної сили (10³ А/м – 10⁵ А/м). Для магнітно-м'яких матеріалів коерцитивна сила величина порядку 0.1 – 10 А/м. Тому в тих пристроях, де необхідно перемагнічування феромагнетика використовують магнітно–м'які матеріали. Це стосується осердь трансформаторів, роторів та статорів електродвигунів змінного струму, осердь дроселів змінного струму і т.д.

Для виготовлення постійних магнітів використовують магнітно–тверді матеріали з великим значенням залишкової намагніченості.

В останній час широкого практичного застосування набули напівпровідникові феромагнітні матеріали ферити, які являють хімічні з'єднання типу Ме_ОFe₂O₃, де Ме – один з (або суміш) двовалентних катіонів Mn, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, Cd, Fe⁺². Сучасна технологія дозволяє отримати ферити з наперед заданими магнітними властивостями, що і визначає широке застосування феритів. Наприклад, феритні матеріали використовують у високочастотній техніці, де звичайні феромагнітні матеріали просто непридатні, так як в них відбуваються втрати енергії на вихрові струми. Особливо широке застосування ферити набули у обчислювальній техніці та для магнітного запису інформації. Так, магнітні диски і магнітні стрічки являють собою синтетичну основу, на яку наносять тонкий шар надзвичайно дрібнодисперсного порошку фериту. Запис інформації проводиться намагнічуванням за допомогою відповідних магнітних головок феромагнітного порошку. Кожне зерно фериту зберігає інформацію у вигляді намагнічення: більший сигнал – більше намагнічення. В побутовій техніці такий запис інформації використовують у магнітофонах та відеомагнітофонах.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Дати означення магнітного моменту контуру із струмом.

2. Які магнітні моменти зумовлюють магнітні властивості речовини.

3. Дайте означення намагніченості (вектора намагнічення речовини).

4. Які величини називаються магнітною сприйнятливістю і магнітною проникністю речовини? Який зв’язок між цими величинами?

5. Які речовини називаються діамагнетиками, парамагнетиками і феромагнетиками ? Яка для цих речовин магнітна сприйнятливість і магнітна проникливість?

6. Яка природа феромагнетизму? Наведіть та поясність криву намагнічення феромагнетика.

7. В чому полягає магнітний гістерезис? Наведіть та поясніть петлю гістерезису

8. Який принцип експериментального методу зняття петлі гістерезису за допомогою осцилографа?

9. Яка послідовність виконання роботи? Як розрахувати залишкову намагніченість та коерцитивну силу досліджуваного феромагнетика?

10. Наведіть приклади застосування феромагнітних матеріалів.