Порядок выполнения работы

1. Электрическая схема установки согласно рис.1 полностью собрана. Исследуемый образец (первый ферритовый затем никелевый) вводится по очереди внутрь измерительной катушки (нагревателя) и закрывается крышкой. На короткое время (2…3 секунды) подключается измерительная катушка к цепи переменного тока. Засекают максимальное значение ЭДС индукции (правый милливольтметр 5) по очереди для феррита и никеля. Затем цепь отключают.

Установить ферритовый образец в нагреватель. Цепь включить повторно для проведения опыта, и в таблицу одновременно записывать температуру образца и ЭДС индукции (Таблица рисуется произвольно).

Ферритовый образец нагреть от комнатной температуры до 200^оС, записывая значение ЭДС индукции через каждые 20^оС.

В интервале температур 100…160^оС значение ЭДС индукции записывать через каждые 10^оС. При достижении температуры 200^oС для ферритового образца цепь отключается, а образец очень осторожно извлекается из измерительной катушки (печи).

Печь охлаждают до комнатной температуры.

Установить никелевый образец в нагреватель. Включить цепь для проведения опыта, и в таблицу одновременно записывать температуру образца и ЭДС индукции.

Никелевый образец нагреть до 400^оС, отмечая через каждые 20^оС значение ЭДС индукции. В интервале температур 340…380^оС значение ЭДС индукции записывать через каждые 10^оС.

По данным опыта на миллиметровой бумаге отдельно для каждого образца строятся графики зависимости ЭДС индукции от температуры.

Примерный вид графика показан на рис.3. Для построения графиков необходимо зафиксировать данную зависимость не менее чем для 11-14 точек для ферритового образца и 23-25 точек для никелевого. Анализируя график, определить точку Кюри для ферритового и никелевого образцов.

рис.3

2. Вычислить погрешность измерения:

а. Абсолютная погрешность измерения:

,

где: ∆t⁰ – ширина интервала, через который отмечается значение

–максимальный разброс экспериментальных точек от плавной кривой (Для определениянеобходимо найти максимально удаленную от усредненного графика точку и определить еë удаление от графика).

t⁰, – определяются по графику как средние значения проекции на данную ось для найденной точки.

б. Определив по справочнику табличное значение точки Кюри для никелевого и ферритового образцов вычислить относительную погрешность измерения.

3. Сделать соответствующие выводы.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируются вещества по магнитным свойствам?

2. Назовите отличительные свойства ферромагнетиков.

3. В чем заключается явление гистерезиса?

4. Дайте понятие остаточной намагничиваемости и коэрцитивной силы.

5. Что такое точка Кюри? Почему ферромагнетик теряет особые свойства при температурах выше точки Кюри?

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. – М.: Наука. Главная редакция физико–математической литературы, 1982. – 496с.

2. Электротехнический справочник: В 4т. Т.1. Общие вопросы. Электротехнические материалы /Под общ. ред. профессора МЭИ В.Г.Герасимова и др. – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 440с., ил.

3. Конспект лекции.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10

Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли

Цель работы: 1.Познакомиться с одним из методов определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

2.Вычислить погрешность измерения.

Приборы и принадлежности: Тангенс–гальванометр, миллиамперметр, источник тока, коммутатор, реостат, компас.

Краткая теория

Магнитная стрелка, укрепленная на вертикальной оси, всегда устанавливается в определенном направлении – это свидетельствует о наличии магнитного поля Земли. Вертикальная плоскость, в которой располагается продольная ось магнитной стрелки, называется плоскостью магнитного меридиана, данной точки земной поверхности. Угол между географическим и магнитным меридианами данной местности называется магнитным склонением. Магнитное склонение называют восточным или западным. Если магнитную стрелку укрепить на горизонтальной оси, то направление стрелки с горизонтом составляет некоторый угол, называемый магнитным наклонением. Магнитное наклонение называется северным или южным, магнитное наклонение на магнитных полюсах равно 90^о, а на магнитном экваторе – 0^о. В г. Воткинске северное наклонение.

Магнитное поле в каждой точке пространства характеризуется вектором напряженности H – величина и направление, которого определяются тремя прямоугольными координатами X, Y, Z или тремя элементами земного магнетизма: горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли Н_Г, магнитным склонением и магнитным наклонением. Магнитное поле Земли слагается из постоянного поля, создаваемого магнетизмом земного шара, и переменного поля, обусловленного электрическими токами, текущими над земной поверхностью и в земной коре.

У компасов и многих приборов с магнитной стрелкой, возвращение стрелки в плоскость магнитного меридиана является результатом действия горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, поэтому ее необходимо определить.