Электромагнетизм. Булгаков Н.А - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

При изменении направления тока в первичной катушке на противоположное, индукция и магнитный поток Ф в то-
роиде изменяются от +
B и +Ф до –В и –Ф. Полное изменение магнитного потока ∆Ф = Ф – (–Ф) = 2Ф. Так как магнитный
поток через один виток Ф =
ВS, то ∆Ф = 2ВS, где S – сечение тороида. Этот магнитный поток, пронизывая каждый из вит-
ков вторичной обмотки
N
2
, соединённой с баллистическим гальванометром, вызывает в ней возникновение ЭДС индук-
ции, величина которой определяется соотношением:
E
i
2
Ф
N
t
∆
∆
−= =
2
2
N
t
BS
∆
−
, (2)
а обусловленный ею индукционный ток находится по закону Ома для полной цепи:
2
ПП
2
N
tR
ВS
R
i
i
S
∆
−=
ε
=
, (3)
где ∆t – время изменения магнитного потока; R
П
– полное сопротивление вторичной цепи.
Возникающий индукционный ток соответствует количеству электричества, проходящего по вторичной цепи за вре-
мя действия ЭДС:
q
∆
= ti
S
∆
=
2
П
2
N
R
BS
−
, (4)
которое измеряется с помощью баллистического гальванометра, при этом:
nCq
б
=
∆
, (5)
здесь С
б
– баллистическая постоянная гальванометра; n – отброс светового «зайчика» по шкале гальванометра.
Приравнивая правые части уравнений (4) и (5), находим, что индукция
2
Пб
2SN
RnC
B =
. (6)
Вектор магнитной индукции B
r
представляет собой сумму внешнего магнитного поля
(
)
HBB
r
rr
000
µ= и внутреннего
собственного магнитного поля магнетика
B
′
r
)(
0
IB
r
r
µ=
′
. Величина
I
r
– вектор намагниченности магнетика или суммар-
ный магнитный момент единицы объема магнетика. Таким образом:
(
)
IHB
r
r
r
+µ=
0
,
и намагниченность
H
B
I
r
r
r
−
µ
=
0
. (7)
Важной характеристикой магнетика (в работе тороид) является физическая величина, называемая относительной маг-
нитной проницаемостью
µ:
H
0
µ
=µ
B
, (8)
где
7
0
104
−
⋅π=µ
Гн/м – магнитная постоянная.
Качественные характеристики зависимостей вектора намагниченности
I
r
, вектора индукции B
r
и относительной
магнитной проницаемости
µ от изменений внешнего намагничивающего поля
H
r
приведены на рис. 1.
Рис. 1
Постоянные величины
21б
,,,,, NNSlRС
n
приведены на установке.
С помощью реостатов
R, включённых в схему (рис. 2), меняется ток i в первичной катушке; двойным ключом К
осуществляется подключение этой обмотки к источнику питания постоянным током 12 В, а также путём его перебрасывания
из одного положения в другое, за счёт изменения направления тока в катушке
N
1
, перемагничивания и размагничивания торои-
да. Ключ К
1
дополнительно замыкает и размыкает первичную цепь. Ключ К
2
во вторичной цепи необходим для её размыка-
ния во время установки тока в первичной обмотке и при размагничивании тороида. В момент измерения отброса светового
«зайчика» ключ К
2
должен быть замкнут.
насыщение
E
i

Страницы