§2. Вимірювання горизонтальної складової магнітного поля.
Використовуючи властивість намагнічених тіл (магнітної стрілки) орієнтуватися паралельно вектору напруженості магнітного поля в даній точці, можна запропонувати метод вимірювання цього поля.
Магнітну стрілку встановлюють на вертикальній осі. Сама по собі магнітна стрілка встановиться в площині магнітного меридіану. Якщо поряд з магнітною стрілкою розмістити постійний магніт або інше джерело магнітного поля, то орієнтація стрілки зміниться і буде визначатися векторною сумою напруженостей магнітних полів Землі та еталонного джерела.
В ролі еталонного джерела вибирають систему, магнітне поле якої легко розрахувати, і орієнтують її так, щоб поля землі та джерела були взаємно перпендикулярними. Розрахунки в такому випадку найпростіші.
На
мал.3 зображено схему вимірювання
напруженості горизонтальної складової
магнітного поля землі Нгз.
;
Два
відліки кутів φ1,
φ2
проводяться для усунення неточностей
орієнтування. Система, магнітне поле
якої служить еталоном, являє собою
кільце, по якому тече струм. в центрі
кільця розташований компас. оскільки
магнітне поле кільця перпендикулярне
його площині, то його легко розрахувати: 
де r - радіус кільця.
Така система дає можливість проводити вимірювання напруженості магнітного поля Землі.
Хід роботи
1. Зібрати схему, зображену на мал.4, ключ нe замикати. Повідомити викладача.
2. Зорієнтувати кільце в площині магнітного меридіану.
3. Замкнути ключ К і реостатом відрегулювати струм 50 мА. Провести відлік φ1.
4. Не змінюючи струм, перекинути ключ в протилежне положення і зняти відлік φ2.
5. Збільшуючи струм кожен раз на 50 мА, і знімаючи відліки кутів φ1, φ2, довести струм через кільце до 600 мА.
6. Заповнити таблицю
№п/п |
І, мА |
φ1 |
φ2 |
Нгз |
Нгз.сер. |
σН |
|
|
|
|
|
|
|
1 - виток,
2 - джерело постійної напруги,
К - трьохполюсний ключ,
R - реостат,
мА - міліамперметр.
Контрольні питання:
1. Магнітне поле Землі. Його природа (гіпотези).
2. Індукція та напруженість магнітного поля. методи вимірювання.
3. Напруженість магнітного поля кільцевого струму.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10
ТЕМА: Вивчення явища гістерезису феромагнетиків за допомогою осцилографа
Мета роботи: Одержати на екрані осцилографа петлю гістерезисну та накреслити криву намагнічування.
Прилади та матеріали: Осцилограф, генератор сигналів, тороїд на панелі, батарея конденсаторів, з'єднувальні провідники.
Теоретичні відомості
Д
ля
феромагнетиків спостерігається явище
гістерезису.
Це явище полягає в тому, то магнітна
індукція в середовищі В залежить не
тільки від магнітної індукції в вакуумі
В0
в даний момент, але і від того, яке було
В0
раніше, тобто µ є функцією В0.
Якщо намагнічений феромагнетик помістити
в середовище, магнітне поле якого буде
поступово збільшуватися, починаючи
від 0, то залежність В від В0
(крива намагнічування) зобразиться
ділянкою 0а. При подальшому збільшенні
індукції крива намагнічування буде
більш похилою, так як величина В стає
практично сталою (насичення), і В
збільшується лише за рахунок збільшення
В0
Т
ак
як феромагнетик характеризується
властивостями залишкового намагнічування,
то при зменшенні магнітної індукції
до 0
крива намагнічування не співпаде з
кривою 0а,
а піде в ав.
Величина В
= 0в
називається залишковим
намагніченням
і
є характеристикою феромагнетикa.
При подальшому збільшенні магнітної індукції поля знову досягається насичення. Якщо індукцію зменшити від значення В0 = Оd до 0, а потім, змінивши напрямок, збільшувати, одержимо криву d = fa. Замкнена крива abcdefa називається петлею гістерезису. Петля гістерезису може бути пояснена наявністю в феромагнетиках окремих, мікроскопічних, але достатньо малих областей намагнічення, так званих доменів. Якщо намагнічування зразка не доводити до насичення, а потім зменшувати індукцію В0, то діючи за способом, описаним вище, можна одержати сімейство петель гістерезису.