Электромагнетизм. Рабочая тетрадь. Булгаков Н.А - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Лабораторная работа 3
СНЯТИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ ЖЕЛЕЗА
ПО МЕТОДУ СТОЛЕТОВА
Цель работы: знакомство с баллистическим методом физических измерений и получение зависимости интенсивности
намагничивания железа от напряжённости магнитного поля.
Приборы и принадлежности: баллистический гальванометр, тороид с первичной и вторичной обмотками, амперметр,
источники питания, реостаты, ключи.
I. Методические указания и описание установки
Применённый А.Г. Столетовым метод основан на измерении магнитного потока Ф в тороиде с помощью
баллистического гальванометра.
Магнитный поток в кольце создаётся первичной обмоткой (рис. 2), которая имеет N
1
витков, равномерно намотанных
вдоль всего кольца. При пропускании тока
i по обмотке N
1
возникает магнитное поле, напряжённость Н которого:
l
iN
H
1
= , (1)
где l – длина тороида вдоль осевой линии.
Варьированием величины тока в катушке, вместе с напряжённостью Н меняется и индукция В магнитного поля в
сердечнике (магнитное поле в тороиде однородно). Определение индукции B, соответствующей значению напряженности H
основано на явлении электромагнитной индукции.
При изменении направления тока в первичной катушке на противоположное, индукция и магнитный поток Ф в тороиде
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 витков
вторичной обмотки N
2
, соединённой с баллистическим гальванометром, вызывает в ней возникновение ЭДС индукции,
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 время
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
r
r
000
µ= и внутреннего
собственного магнитного поля магнетика
B
′
r
)(
0
IB
r
r
µ=
′
. Величина
I
r
– вектор намагниченности магнетика или суммарный
магнитный момент единицы объема магнетика. Таким образом:
(
)
IHB
r
r
r
+µ=
0
,
и намагниченность
E
i

Страницы