1. Изучение ферромагнетиков статическим методом

Приборы и принадлежности: прибор для измерения магнитной индукции, амперметр, два реостата, два коммутатора, источник постоянного тока (1,25 В), трансформатор, ключ, добавочные сопротивления, исследуемые материалы в виде стержней.

Описание схемы и методики измерений

Основной частью схемы (рис.5) является измерительный прибор магнитоэлектрической системы, в котором постоянный магнит заменен электромагнитом.

Сердечником электромагнита служит исследуемый ферромагнетик 1, изготовленный в виде стержня. При пропускании по обмотке 2 электромагнита постоянного тока J внутри образца создается магнитное поле, напряженность которого можно вычислить по формуле для соленоида:

(7)

где n - число витков на единицу длины соленоида. В результате в стержне возникнет магнитный поток , который, в свою очередь, создает магнитное поле в зазоре, где находится катушка с током.

Вращающий момент, действующий на катушку в этом магнитном поле, равен

, (8)

где - число витков катушки, S - площадь витка катушки. При выводе рамки катушки из положения равновесия возникает противодействующий вращению момент, т.к. она укреплена на упругих пружинах. Величина этого момента равна

, (9)

где k - коэффициент упругой деформации,  - угол поворота рамки, N - смещение стрелки по шкале, - длина стрелки.

В состоянии равновесия

, откуда (10)

Величина определяет чувствительность прибора к величине магнитной индукции. Так как напряженность магнитного поля пропорциональна току ( ), фиксируемому амперметром, то изменение зависимости от можно свести к нахождению зависимости . График функции изобразит функциональную зависимость в некотором пропорциональном масштабе и позволит выявить основной ход этой кривой. С помощью потенциометра R₂ и коммутатора К₂ можно менять величину и направление постоянного тока через обмотку электромагнита, а следовательно, величину и направление магнитного поля в исследуемом образце.

Чтобы снять кривую намагничивания образца, его следует предварительно размагнитить. Для этой цели служит потенциометр R₁, включенный в сеть переменного тока через трансформатор. Подавая переменное напряжение на обмотку электромагнита и постепенно уменьшая величину переменного тока, можно свести до нуля остаточную индукцию в исследуемом образце. При этом ферромагнетик подвергается многократным циклическим перемагничиваниям, соответствующим различным петлям гистерезиса, которые, постепенно уменьшаясь, стягиваются к точке 0, где намагничивание равно нулю (рис.6). Переключение прибора с постоянного тока на переменный осуществится с помощью коммутатора К₁. Во время переключения этого коммутатора с переменного напряжения 220 В на постоянное 36 В коммутатор К₂ должен занимать нейтральное положение. Ключ К₃ через добавочное сопротивление включает источник постоянного тока с U= 1,25 В.