Электромагнетизм. Рабочая тетрадь. Булгаков Н.А - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Лабораторная работа 4
СНЯТИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ И ПЕТЛИ
ГИСТЕРЕЗИСА С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФА
Цель работы: получить семейство петель гистерезиса и максимальную петлю на экране осциллографа, вычислить и
построить графики зависимостей
B = f(H), µ = f(H).
Приборы и принадлежности: тороид с обмотками, осциллограф, автотрансформатор (ЛАТР), сопротивления,
конденсаторы, диодная мостовая схема, вольтметр, ключи.
I. Методические указания и описание установки
На рис. 1 изображены схема для наблюдения петли гистерезиса на экране осциллографа (а) и мостовая диодная схема (б) для
измерения напряжений.
Рис. 1
Ферромагнитный образец представляет собой тороид. Намагничивающая обмотка
N
1
питается переменным током от
лабораторного трансформатора (ЛАТР), включаемого в сеть. Чтобы получить на экране осциллографа петлю гистерезиса,
нужно на горизонтально отклоняющие пластины
Х подать напряжение U
х
, пропорциональное напряжённости магнитного
поля
Н в образце, а на вертикально отклоняющие пластины Y напряжение U
y
, пропорциональное магнитной индукции В.
Величина напряжённости магнитного поля внутри тороида определяется по формуле:
1
1
I
l
N
H =
, (1)
где
I
1
– сила тока в первичной обмотке, число витков которой равно N
1
; l – длина тороида по средней линии.
Напряжение, подаваемое с резистора
R
1
, на горизонтальные пластины осциллографа, равно
H
N
lR
RIU
x
1
1
11
== . (2)
Таким образом,
U
x
~ H.
Во вторичной обмотке тороида
N
2
возникает ЭДС индукции:
E
i
(
)
d
t
dB
SN
d
t
BSNd
d
t
d
2
2
−=−=
ψ
−=
, (3)
где
S – площадь сечения тороида; N
2
– количество витков во вторичной обмотке; ψ – поток магнитной индукции через
поверхность, охватываемую всеми витками вторичной катушки (
потокосцепление).
Для того, чтобы получить напряжение
U
у
пропорциональное индукции магнитного поля, между индикаторной
катушкой (
N
2
) и осциллографом ставят интегрирующую ячейку RC, удовлетворяющую условию
RC > T или R > 1/ (vC) (T и v – соответственно период и частота переменного тока).
Пренебрегая самоиндукцией, запишем закон Ома для вторичной цепи
E =
U
c
+ I
2
R
2
, (4)
∫
===
t
dtI
CC
q
UU
yc
0
2
1
. (5)
R
доб
R
2
C
2
N
2
U
у
N
1
U
x
R
1
≈ 0…65 В
а)
б)

Страницы