Лабораторный практикум по электричеству и магнетизму. Ч. 4. Алейников Н.М - 3 стр.

UptoLike

3
Лабораторная работа 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕТЛИ ГИСТЕРЕЗИСА ФЕРРОМАГНЕТИКА
Цель работы : ознакомиться с методикой осциллографирования петли гистере-
зиса ферромагнетика и определить основные параметры ферромагнетика.
Все вещества являются магнетиками, т.е. магнитное поле в них отличается
от внешнего намагничивающего поля . Диамагнетики вещества, у которых
магнитная проницаемость µ<1. Парамагнетики вещества, у которых µ>1. Фер -
ромагнетики это парамагнетики , у которых µ>>1. Относительная магнитная
проницаемость µ магнетика показывает , во сколько раз магнитная индукция в
магнетике отличается от магнитной индукции внешнего магнитного поля . От-
личительной особенностью ферромагнетиков является нелинейная зависимость
магнитной индукции В от напряженности внешнего намагничивающего поля Н .
Кроме того, зависимость В =В (Н ) неоднозначна. Для ферромагнетиков харак-
терным является гистерезис, который проявляется в остаточном намагничении.
На рис.1 приведена типичная зависимость В =В (Н ) для ферромагнетика. В
исходном состоянии в отсутствие внешнего поля (Н=0) ферромагнетик нена-
магничен и его индукция равна нулю (точка О ). С увеличением напряженности
индукция также увеличивается . Зависимость В =В (Н ) изобразится кривой ОА,
которая называется основной кривой намагничения . Если уменьшать Н , то
кривая намагничения пойдет не по прежнему пути, а по кривой АС , т.е. при Н =0
образец остается намагниченным и индукция принимает некоторое значение В
0
,
называемое остаточной индукцией .
Чтобы размагнитить образец , необходимо магнитное поле, направленное
противоположно первоначальному. С увеличением этого поля (участок СК) ин -
дукция уменьшается , и при некотором значении Н = Н
С
образец полностью раз -
магнитится (В =0). Величина Н
С
называется коэрцитивной силой . Ферромагне-
тики, у которых Н
С
>100 А /м, называются магнитожесткими. Ферромагнетики, у
которых Н
С
<100 А /м магнитомягкие.
При дальнейшем увеличении Н образец перемагничивается и в некоторой
точке D , также как и в точке А, наступает насыщение. С уменьшением Н до ну-
ля , образец остается намагниченным (точка Е ), но в направлении противопо -
ложном намагничению в точке С . Чтобы размагнитить образец , снова необхо-
димо увеличивать поле первоначального направления до величины Н
С
(участок
EF). С увеличением напряженности магнитного поля снова наступает насыще-
ние (точка А).
Замкнутая кривая ACKDEFA получила название петли гистерезиса . Если
внешнее поле изменяется , не достигая насыщения , то существует бесконечное
множество петель гистерезиса , называемых частными или внутренними цикла-
ми. Вершины частных циклов располагаются на основной кривой намагничения
ОА. Располагая семейством частных циклов , по положению их вершин можно
построить основную кривую намагничения (рис.2а). Учитывая , что В =µ
0
µН ,
                                            3
                              Лабор атор ная р абота № 5
    И С С Л Е ДО В А Н И Е П Е Т Л И Г И С Т Е Р Е ЗИ С А Ф Е Р Р О М А Г Н Е Т И К А

Ц ель работы: оз накомиться с методикой осциллогр аф ир ования петли гистер е-
з иса ф ер р омагнетика и опр еделитьосновны епар аметр ы ф ер р омагнетика.

      В севещ ества я вля ю тся магнетиками, т.е. магнитноеполев них отличается
от внеш него намагничиваю щ его поля . Д иамагнетики – вещ ества, у котор ы х
магнитная пр оницаемость µ<1. Пар амагнетики вещ ества, у котор ы х µ>1. Ф ер -
р омагнетики – это пар амагнетики, у котор ы х µ>>1. О тносительная магнитная
пр оницаемость µ магнетика показ ы вает, во сколько р аз магнитная индукция в
магнетикеотличается от магнитной индукции внеш него магнитного поля . О т-
личительной особенностью ф ер р омагнетиков я вля ется нелинейная з ависимость
магнитной индукции В от напр я ж енности внеш него намагничиваю щ его поля Н .
К р оме того, з ависимость В =В (Н ) неодноз начна. Д ля ф ер р омагнетиков х ар ак-
тер ны м я вля ется гистер езис, котор ы й пр оя вля ется в остаточном намагничении.
      Н а р ис.1 пр иведена типичная з ависимость В =В (Н ) для ф ер р омагнетика. В
исх одном состоя нии в отсутствиевнеш него поля (Н =0) ф ер р омагнетик нена-
магничен и его индукция р авна нулю (точка О ). С увеличением напр я ж енности
индукция такж е увеличивается . Зависимость В =В (Н ) из обр аз ится кр ивой О А,
котор ая наз ы вается основной кр ивой намагничения . Е сли уменьш ать Н , то
кр ивая намагничения пойдет непо пр еж нему пути, а по кр ивой АС , т.е. пр и Н =0
обр аз ец остается намагниченны м и индукция пр инимает некотор оез начениеВ 0,
наз ы ваемоеостаточной индукцией.
      Чтобы р аз магнитить обр аз ец, необх одимо магнитноеполе, напр авленное
пр отивополож но пер воначальному. С увеличением этого поля (участок С К ) ин-
дукция уменьш ается , и пр и некотор ом з начении Н =Н С обр аз ец полностью р аз -
магнитится (В =0). В еличина Н С наз ы вается коэр цитивной силой. Ф ер р омагне-
тики, у котор ы х Н С>100 А /м, наз ы ваю тся магнитож есткими. Ф ер р омагнетики, у
котор ы х Н С <100 А /м – магнитомя гкие.
      Пр и дальнейш ем увеличении Н обр аз ец пер емагничивается и в некотор ой
точкеD, такж екак и в точкеА, наступает насы щ ение. С уменьш ением Н до ну-
ля , обр аз ец остается намагниченны м (точка Е), но в напр авлении пр отивопо-
лож ном намагничению в точкеС . Чтобы р аз магнитить обр аз ец, снова необх о-
димо увеличивать полепер воначального напр авления до величины Н С (участок
EF). С увеличением напр я ж енности магнитного поля снова наступает насы щ е-
ние(точка А).
      Замкнутая кр ивая ACKDEFA получила наз ваниепетли гистер езиса. Е сли
внеш нееполеиз меня ется , недостигая насы щ ения , то сущ ествует бесконечное
множ ество петель гистер езиса, наз ы ваемы х частны ми или внутр енними цикла-
ми. В ер ш ины частны х циклов р асполагаю тся на основной кр ивой намагничения
О А. Располагая семейством частны х циклов, по полож ению их вер ш ин мож но
постр оить основную кр ивую намагничения (р ис.2а). У читы вая , что В =µ0µН ,