Вопросы для самоконтроля

1. Как влияет магнитное поле не вещество ?

2. Что такое магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость вещества?

3. Каковы особенности магнитных свойств ферромагнетиков ?

4. Что такое петля гистерезиса ? Как изменяется величина и в зависимостимости от В₀ ?

Лабораторная работа №12 Определение точки Кюри

Цель работы: экспериментальное исследование температурных свойств ферромагнитных материалов

Приборы и принадлежности: ферромагнитный образец, электрическая печь, термопара с потенциометрическим мостом, микроамперметр, источник тока, соединительные кабели и проводники.

Вывод рабочих формул и описание установки

Для определения точки Кюри в данной работе применяется установка, структурная схема которой приведена на рис. 12.1.

Рис.12.1

В печь I помещается исследуемый образец 2 , который нагревается спиралью 3. При протекании тока через спираль 3 индицируется ток во вторичной обмотке 4 . Этот ток регистрируется м икроамперметром.

Первичная обмотка отделена от вторичной слоем теплоизолирующего материала. Температура образца измеряется термопарой, один спай которой соединен с образцом, а другой находится при комнатной температуре. При достижении точки Кюри магнитные свойства образца изменяются, вследствие чего ЭДС индукции во вторичной обмотке резко падает, что отмечается микроамперметром. Причина изменения ЭДС заключается в следующем. Нагревательная спираль обладает как индуктивным, так и омическим сопротивлением. Поэтому принципиальную схему приборов можно представить, как это показано на рис.12.2.

Коэффициент самоидукции первичной обмотки (спирали) зависит от её параметров и материала сердечника. Напряжение на первичной обмотке равно , где - падение напряжения на омическом сопротивлении обмотки, а U_L=-E¹_ИНД- падение напряжения на чисто индуктивном сопротивлении, численно равное ЭДС индукции, возникающей в первичной цепи. Таким образом, ЭДС индукции равна,

E¹_ИНД=IR-U₁ . (21)

С другой стороны,

E¹_ИНД=dФ/dt ,

где - магнитный поток, проходящий через все витков первичной обмотки, равный . Здесь - магнитный поток через один виток.

Такой же магнитный поток пронизывает каждый виток вторичной обмотки. Общий поток, проходящий через витков вторичной обмотки, равен . Тогда ЭДС индукции в первичной и вторичной обмотках равны соответственно

E¹_ИНД и E^1/_ИНД ,

откуда

E^1/_ИНД E^/_ИНД

Подставив в последнее выражение значение из уравнения (17), получим

E^1/_ИНД . (22)

Из этой формулы следует, что при , ЭДС индукции во вторичной обмотке равна нулю.

Равенство , выполняется лишь в том случае, когда индуктивное сопротивление в цепи первичной катушки равно нулю.

Когда температура образца достигает точки Кюри, коэффициент самоиндукции, а следовательно, и индуктивное сопротивление первичной обмотки резко уменьшаются и практически становится равным нулю. Поэтому значит и ток во вторичной обмотке отсутствует. Именно на этом основано определение точки Кюри ферромагнетика»