§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 Н_гз.

;

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.