II. Приборы и принадлежности.

1. Выпрямитель.

2. Реостат.

3. Милливеберометр.

4. Лабораторный стенд, включающий в себя:

- амперметр,

- вольтметр,

- ферромагнетик тороидальной формы,

- две катушки индуктивности,

- реле, изменяющее направление тока,

- выключатели.

III. Выполнение работы

Электрическая схема установки представлена на рис.1.

Исследуемый образец ферромагнетика выполнен в виде тороида из углероди­стой стали сечением S=4,7см², на которой намотаны две обмотки. Первич­ная (намагничивающая) L₁ с плотностью намотки n=5 (1/см)=500 (1/м)- 500 витков на метр, через ключ К₂ и реостат R подключена к выпрямителю. Ток в обмотке L₁ регулируется как реостатом, так и ступенчатым потенциомет­ром выпрямителя, а измеряется амперметром, расположенным на передней панели установки.

Вторичная (измерительная) обмотка имеет число витков n=5. Её выводы (на схеме L₂) через ключ К₁ подключены к милливеберометру WВ. Если замкнуть ключ К₂, то по первичной обмотке потечет ток I₁, который в тороиде создает магнитное поле с индукцией .

Ключом К₃ можно за короткий промежуток времени из­менить направление тока I₁ на противоположное. Тогда на противополож­ное изменится и направление вектора магнитной индукции . Следовательно, изменится на противоположный и знак у магнитного потока, величина же его останется неизменной: . Изменение магнитного потока при этом будет равно:

(8)

Это изменение магнитного потока, согласно закону электромаг­нитной индукции Фарадея, на концах вторичной обмотки L₂ вызовет ЭДС индукции, среднее значение которой можно определить по формуле:

(9)

C учетом (8) формула (9) примет вид:

(10)

Величина ψ=NФ называется потокосцеплением, формула (8) для потокосцепления запишется следующим образом:

(11)

Тогда (10) можно переписать:

(12)

В соответствии с формулой (5) поток магнитной индукции для тороида сечением S запишется:

Ф=ВS (13)

Подставим (17) в (14), получим:

(14)

Приравняв правые части (12) и (14) получим:

(15)

И, решив последнее выражение относительно , получим

(16)

Т аким образом, зная N и S, и измерив с помощью милливеберометра , по формуле (16) можно вычислить .

1. Включить в розетки шнуры питания выпрямителя и стенда.

2. Ключом К₂ замкнуть первичную цепь обмотки тороида.

3. Реостатом R и ступенчатым потенциометром выпрямителя установить первоначальное значение силы тока I₁ (см. таблицу).

4. Ключом К₁ замкнуть вторичную цепь тороида (подключить милливеберометр). В графу ψ₁ таблицы записать показания милливеберометра.

5 . Включить ключ К_З . При этом специальное реле изменит направление тока I₁ на противоположное. Отметить максимальное отклонение стрелки мил­ливеберометра ψ₂ и выключить К_З. ψ₂ записать в таблицу.

6. Перевести ключ К₁ в первоначальное положение.

7. Повторить измерения, следуя пунктам 2-6, для токов, указанных в таблице, строго соблюдая порядок включения и выключения ключей К₁, К₂, К_З.

8. Найти Вб и записать в соответствующую графу таблицы.

9. По формуле Н_i=nI_i посчитать напряженность для каждого значения тока I_i и результаты записать в таблицу.

10. По формуле (16) найти для каждого измерения.

11. Для каждой пары значений В и Н определить магнитную проницаемость μ. Так как В=μμ₀H (где μ₀ = 4π · 10^-7 Гн/м - магнитная постоянная), то магнитная проницаемость . Результаты записать в таблицу.

12. По данным таблицы построить графики зависимостей:

B=f(H) и μ=f(H).

Ii, А	Нi=nIi, А/м	Ψ1, мВб	Ψ2, мВб	∆ψ, Вб	В, Тл	µ
0,3
0,4
0,6
0,8
1
2
3
4
5