Методика эксперимента

Схема установки изображена на рис.5.5:

"ЛАТР"

Рис.5.5

Исследуемый образец ферромагнетика представляет сердечник тороидальной катушки с площадью поперечного сечения и двумя обмотками 1 и 2, число витков которых и . Если ток в первичной обмотке , то напряженность магнитного поля на оси тороида, длина окружности которого по средней линии :

, (5.7)

Напряжение , снимаемое с сопротивления, подается на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа, причем:

, (5.8)

пропорционально напряженности поля .

Электродвижущая сила, наведенная во вторичной обмотке, определяется по закону Фарадея

, (5.9)

т.к , где - магнитный поток.

Для цепи, содержащей обмотку 2, по закону Ома имеем:

, (5.10)

, (5.11)

Если подбором элементов цепи выполнить условия

, то , (5.12)

откуда напряжение

, (5.13)

пропорционально индукции поля и подается на вертикально отклоняющие пластины осциллографа.

Таким образом, зависимость , то есть петли гистерезиса, с точностью до масштабных коэффициентов воспроизводится зависимостью на экране осциллографа.

Для определения масштабных коэффициентов осуществляется градуировка осей и осциллографа в такой последовательности.

Пересчет масштаба в величину (Т/дел) осуществляется по формуле, получаемой из (5.13)

, (5.14)

После этого напряжение подается на вход осциллографа. По отклонению луча масштаб горизонтальной оси в (А /дел) определяется по формуле:

, (5.15)

где - координата точки в делениях масштабной сетки экрана.

Порядок выполнения работы

Включить установку и осциллограф. С помощью ручек ЛАТРа на панели блока и " УСИЛЕНИЕ" на панели осциллографа добиться, чтобы петля гистерезиса занимала значительную часть экрана, имела участок насыщения и была симметричной относительно начала координат.

Измерить в делениях масштабной сетки координаты вершины петли и координаты точек пересечения петли с осями и .

Уменьшая ручкой ЛАТРа ток через катушку, зарегистрировать координаты вершин 5.6 петель, каждый раз обращая внимание на их симметричное расположение относительно начала координат. Все наблюдаемые в п.2 и 3 петли перенести на кальку, обозначая оси координат.

Произвести калибровку осей и У осциллографа.

Ось откалибрована. Масштаб вертикальной сетки (В/дел) устанавливается органом управления усилителя: "V/дел) - переключатель вертикального отклонения расположен на передней панели осциллографа. Цена деления в единицах индукции (Тл/дел) рассчитывается по формуле (5.14).

Калибровка оси . Значение измерить в делениях масштабной сетки, затем подключить ко входу У напряжение и измерить высоту вертикальной линии . Масштаб вертикальной сетки (В/дел) устанавливается переключателем "V\дел). Полученные значения , и (В. /дел) подставляем в (5.15). Расчет дает цену деления оси в единицах напряженности поля ( (А\м) дел).

Обработка результатов эксперимента

1. В координатах построить кривую намагничения.

По максимальной петле гистерезиса определить остаточную индукцию и коэрцитивную силу , а по формуле (5.6) - предельную магнитную проницаемость:

Измерить площадь предельной петли гистерезиса в делениях масштабной сетки осциллографа и рассчитать потери энергии за цикл перемагничивания по формуле:

где и масштабные коэффициенты (5.14) и (5.15).