Из выражений (16.22) и (16.23) получаем

,

, (16.24)

где

. (16.24а)

Подав одновременно напряжения U_у и U_х на вертикально и горизонтально отклоняющие пластины, получим на экране осциллографа петлю гистерезиса.

По площади петли можно найти работу перемагничивания, отнесенную к единице объема. Малое изменение объемной плотности энергии магнитного поля в цикле перемагничивания определяется по формуле

. (16.25)

Работа расходуется на изменение внутренней энергии единицы объема ферромагнетика. За полный цикл перемагничивания

. (16.26)

Учитывая (16.18) и (16.24), получаем:

, (16.27)

где – площадь петли гистерезиса;

Для изучения явления гистерезиса предназначен модуль ФПЭ-07 (рис.16.16 и 16.17). Принцип работы заключается в получении петли гистерезиса ферритового образца. Исследуемым образцом является сердечник тороидального трансформатора Т с двумя обмоткамиN₁ (намагничивающая обмотка) и N₂ (измерительная обмотка). Намагничивающая обмотка запитывается от генератора сигналов через резистор R₁ переменным током. На резисторе R₁ возникает напряжение, пропорциональное этому току и напряженности магнитного поля в образце. Это напряжение подается на вход X модуля ФПЭ-07. Измерительная обмотка трансформатора присоединена к интегрирующей R₂-C₁ цепочке. Напряжение на интегрирующей емкости С₁ пропорционально величине вектора индукции и подается на вход Y модуля ФПЭ-07.

Параметры установки:

d1=21.510-3 м	N1=200	R2=2.9 кОм
d2=1210-3 м	N2=100	С=0.47 мкФ
b=1010-3 м	R1=22 Ом	kX=0,3 В/дел

Порядок выполнения работы

Задание 1. Определение основной кривой намагничивания и магнитной проницаемости.

1. Подать напряжение на установку.

2. Ознакомиться с работой звукового генератора PQ и электронного осциллографа РО в режиме измерения фигур Лиссажу.

3. Подготовить приборы к работе:

а) ручку «Рег. выхода» звукового генератора поставить в крайнее левое положение;

б) установить частоту выходного сигнала 2 кГц;

в) отключить развертку осциллографа, для чего нажать кнопку «x-y» на лицевой панели осциллографа.

4. Включить лабораторный стенд и приборы. Установить луч в центре экрана осциллографа, после чего, регулируя величину выходного напряжения на звуковом генераторе и усиление по оси Y, установить максимальную петлю гистерезиса в пределах экрана, соответствующую магнитному насыщению образца. Уменьшая величину выходного напряжения, получить семейство частных циклов гистерезиса (рис. 16.9) – не менее 7 петель. Для каждой петли снять координаты «x» и «y» ее вершины и записать их в таблицу 16.2 (петли зарисовать на кальку с экрана).

5. Записать k_Y – коэффициент отклонения по каналу Y;

6. Для вычисления значений напряженности Н и индукции В рекомендуется сначала найти коэффициенты α и β по (16.18а) и (16.24а).

7. По формулам (16.18) и (16.24) вычислить значения напряженности Н и индукции В вершин каждой петли гистерезиса и записать их в таблицу 16.2.

8. Построить основную кривую намагничивания: B=f(H).

9. Для каждого опыта рассчитать магнитную проницаемость µ по (16.13):

;

данные записать в табл.16.2 и построить график зависимости µ=f(H).

Таблица 16.2.

№ п/п	x, дел	α	H, А/м	y, дел	ky, В/дел	β	В, Тл	µ
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Задание 2: Оценка работы перемагничивания А_п за один цикл.

1. Установить на экране осциллографа петлю гистерезиса максимальных размеров и зарисовать её на кальке в координатах x и y.

2. Скопировать эту петлю на миллиметровую бумагу, измерить ее площадь.

3. Определить работу перемагничивания за один цикл по формуле (16.27).

4. Результаты занести в таблицу 16.3.

Задание 3. Определение коэрцитивной силы H_c и остаточной индукции B_ОСТ.

1. По максимальной петле гистерезиса найти координату x_c, соответствующую коэрцитивной силе Н_с, и координату y_ОСТ, соответствующую B_ОСТ. (см. рис. 16.9).

2. По формулам (16.18) и (16.24) рассчитать Н_с и B_ОСТ.

3. Пользуясь табл.16.2 и графиком µ=f(H), найти максимальное значение магнитной проницаемости _max.

4. По полученному значению H_c определить тип ферромагнетика (мягкий или жесткий). Все данные занести в таблицу 16.3.

Таблица 16.3.

Sn, дел2	Аn, Дж/м3	xc, дел	Hс, А/м	yОСТ, дел	BОСТ, Тл	max	тип ферромагнетика