Лабораторная работа №3

СНЯТИЕ ОСНОВНОЙ КРИВОЙ

НАМАГНИЧИВАНИЯ ФЕРРОМАГНЕТИКА

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

Цель работы: Построить экспериментально основную кривую намагничивания ферромагнетика, рассчитать и построить зависимость магнитной проницаемости ферромагнетика от напряжённости магнитного поля.

Описание экспериментальной установки

Принципиальная схема экспериментальной установки показана на рисунке 7, а монтажная на рисунке 8. В лабораторной работе используются миниблоки: «Трансформатор тороидальный» и «Интегратор».

Исследуемый образец ферромагнетика представляет собой кольцевой сердечник из феррита, сечение и длина средней линии которого указаны на этикетке миниблока «Трансформатор тороидальный». На сердечнике имеются две катушки. Катушка витков подключается к источнику регулируемого постоянного напряжения и служит для создания магнитного поля в сердечнике. Направление намагничивающего тока можно изменять переключением тумблера на миниблоке. К другой катушке ( витков) подключён интегратор для измерения результирующего магнитного потока, магнитного поля тока намагничивания и намагниченного ферромагнетика. Если напряжение на выходе интегратора, измеряемое вольтметром, обозначить , то величина вектора индукции магнитного поля в сердечнике может быть рассчитана по формуле:

, (7)

где параметры, указанные на миниблоке «Интегратор». Напряжённость магнитного поля определяется по закону полного тока:

, (8)

где длина средней линии сердечника, сила тока в намагничивающей катушке.

Порядок выполнения работы

1. Соберите лабораторную установку как показано на рис. 7 и 8. В качестве амперметра и вольтметра используйте мультиметры, либо виртуальные приборы.

2. Установите пределы измерения для амперметра , для вольтметра .

3. Включите блок генераторов и установите регулятором напряжения первое значение тока в намагничивающей катушке (например, 2 мА).

4. Переведите переключатель «Сброс» интегратора в верхнее положение, убедитесь, что на его выходе установилось нулевое напряжение (+10…20 мВ), верните переключатель в нижнее положение и сразу же переключите переключатель на миниблоке «Трансформатор тороидальный». Занесите значение выходного напряжения в таблицу 1

Внимание. После завершения этих операций выходное напряжение интегратора будет медленно изменяться в ту или другую сторону вследствие утечек и неточной балансировки усилителя. Поэтому нужно зафиксировать значение выходного напряжения в течение первых двух – трёх секунд после переключения тока.

5. Увеличивая ток намагничивания, повторите опыт при каждом его значении, записывая результаты в таблицу 1. При необходимости замените токоограничивающий резистор 470 Ом на 100 Ом.

Таблица 1. Результаты измерения силы тока в первичной катушке и выходного напряжения интегратора.

, мА	, мВ	, А/м	, Тл
2
4
6
8
10
15
20
30
40
50

6. Вычислите магнитную индукцию и напряжённость магнитного поля, используя формулы (7) и (8).

7. Вычислите дифференциальную магнитную проницаемость по двум соседним в таблице значениям:

, (9)

где – магнитная постоянная.

Постройте графики зависимостей В(Н) и (Н).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КЮРИ

И НАМАГНИЧЕННОСТИ НАСЫЩЕНИЯ

Цель работы: Построить экспериментально петлю гистерезиса ферромагнетика при различных значениях температуры, определить температуру Кюри и намагниченность насыщения.

Описание экспериментальной установки

Принципиальная схема экспериментальной установки показана на рис.9, а монтажная на рисунке 10.

Исследуемый образец ферромагнетика представляет собой кольцевой сердечник из феррита, сечение и длина средней линии которого указаны на этикетке миниблока «Точка Кюри». На сердечнике имеются две одинаковых катушки по 100 витков. Одна из них подключается к источнику синусоидального напряжения и служит для создания переменного магнитного потока в сердечнике. К другой катушке подключён интегратор для измерения индукции магнитного поля.

Выходное напряжение интегратора пропорционально величине индукции магнитного поля намагниченного ферромагнетика:

,

где – параметры интегратора, – сечение сердечника, а – магнитная индукция.

Для исключения постоянной составляющей переключатель «Сброс» интегратора должен находиться в замкнутом состоянии.

Отсюда магнитная индукция в сердечнике выражается формулой:

. (11)

Напряжение с шунта амперметра подаётся на горизонтальный вход виртуального осциллографа, а напряжение с выхода интегратора - на вертикальный вход. Поскольку пропорционально напряжённости магнитного поля, а - магнитной индукции, экране осциллографа отображается в определённом масштабе зависимость .

Нагревание образца осуществляется встроенным в миниблок «Точка Кюри» резистором . Напряжение на нём можно регулировать от 15 до 30 В с помощью ручки управления регулируемого источника постоянного напряжения. С увеличением напряжения увеличивается яркость свечения сигнальной лампочки, встроенной в миниблок.