Исследование намагничивания и определение температуры кюри ферромагнетика. Горягин Е.П - 8 стр.

UptoLike

8
Во второй обмотке тороида источником тока
I
является э.д.с. индукции, которая равна
ε=−
dФ
dt
,
где Ф - поток вектора магнитной индукции через поверхность, охватываемую витками вторичной обмотки.
Если S- площадь, охватываемая одним витком, тогда
2
=
⋅⋅Ф BSn ,
2
ε
=−
dB
Sn
dt
.
Напишем закон Ома для вторичной цепи, пренебрегая самоиндукцией вторичной обмотки
2
ε
=+
C
UIR,
где
C
U - напряжение на конденсаторе, обкладками которого служат вертикально отклоняющиеся пластины
осциллографа.
Если
2
R
велико
()
5
2
10 Ом=R , то напряжением
C
U в предыдущей формуле можно пренебречь, с учетом
этого получим соотношение:
22
ε
=⋅ =
dB
IR Sn
dt
.
Откуда
2
2
=
−⋅
nS
dB
I
ndt
(11)
Напряжение на вертикально отклоняющих пластинах осциллографа
===
yC
qSIdt
UU
CC
Подставив значение I в выражение (5.4), получим:
22
22
=− =
⋅⋅
y
nS nS
dB
UdtB
RC dt RC
. (12)
Таким образом, на одни пластины подается напряжение, пропорциональное
0
B
, а на другие - пропорциональное
B
, на экране получается петля гистерезиса
(
)
0
=
B
fB . За один период синусоидального изменения след
электронного луча на экране опишет полную петлю гистерезиса, а каждый следующий период в точности ее
повторит. Поэтому на экране будет видна неподвижная петля гистерезиса. Повышая потенциометром
R
напряжение
X
U , увеличиваем амплитуду колебаний
0
B
и получаем последовательно на экране ряд различных по своей площади
петель гистерезиса. Верхняя точка петли гистерезиса находится на кривой намагничивания. Следовательно, для
построения послед ей необходимо снять с осциллограмм координаты
X
N и
Y
N вершин петель гистерезиса (см.
рис.12.).
Полученные значения позволяют построить зависимость
(
)
0
=
B
fB , т.е. кривую намагничивания в виде
()
=
yx
NfN
.
эо
303
М
К 37И
Т
1
S
3
S
5
S
4
S
2
S
H
R
2
R
1
R
R
Рис. 11. Схема установки для изучения свойств ферромагнетиков/
                                                                                                                                8
     Во второй обмотке тороида источником тока          I является э.д.с. индукции, которая равна
                                                                dФ
                                                           ε=−       ,
                                                                 dt
                                           S1                                    R2
                              S3

                                R                S5
                                     R1                                                  эо
                                                      М 303 К        И 37       S4

                                                         S2

                                                                RH



                                                                Т


                              Рис. 11. Схема установки для изучения свойств ферромагнетиков/

где Ф - поток вектора магнитной индукции через поверхность, охватываемую витками вторичной обмотки.
     Если S- площадь, охватываемая одним витком, тогда
                                                                                      dB
                                                Ф = B ⋅ S ⋅ n2 , ε = − S ⋅ n2 ⋅          .
                                                                                      dt
     Напишем закон Ома для вторичной цепи, пренебрегая самоиндукцией вторичной обмотки
                                                 ε = U C + I ⋅ R2 ,
где U C - напряжение на конденсаторе, обкладками которого служат вертикально отклоняющиеся пластины
осциллографа.
     Если R2 велико   (R 2   = 105 Ом ) , то напряжением U C в предыдущей формуле можно пренебречь, с учетом
этого получим соотношение:
                                                                        dB
                                                      ε = I ⋅ R2 = − S ⋅ n2 ⋅
                                                                           .
                                                                        dt
                                                                  n ⋅ S dB
            Откуда                                            I =− 2 ⋅                                                       (11)
                                                                   n2 dt
     Напряжение на вертикально отклоняющих пластинах осциллографа
                                                                     q S ⋅ I ⋅ dt
                                                      U y = UC =       =
                                                                     C     C
     Подставив значение I в выражение (5.4), получим:
                                                n2 ⋅ S dB         n ⋅S
                                    Uy = −            ⋅∫  ⋅ dt = − 2 ⋅ B .                                                   (12)
                                                R2 ⋅ C dt         R2 ⋅ C
     Таким образом, на одни пластины подается напряжение, пропорциональное                    B0 , а на другие - пропорциональное
B , на экране получается петля гистерезиса B = f ( B0 ) . За один период синусоидального изменения след
электронного луча на экране опишет полную петлю гистерезиса, а каждый следующий период в точности ее
повторит. Поэтому на экране будет видна неподвижная петля гистерезиса. Повышая потенциометром R напряжение
U X , увеличиваем амплитуду колебаний B0 и получаем последовательно на экране ряд различных по своей площади
петель гистерезиса. Верхняя точка петли гистерезиса находится на кривой намагничивания. Следовательно, для
построения послед ей необходимо снять с осциллограмм координаты N X и NY вершин петель гистерезиса (см.
рис.12.).
     Полученные значения позволяют построить зависимость B = f ( B0 ) , т.е. кривую намагничивания в виде

N y = f ( Nx ) .