ВУЗ:
Рубрика:
24
Площадь, ограниченная петлей магнитного гистерезиса, характеризует
работу, затраченную внешним магнитным полем на однократное
перемагничивание ферромагнетика. Эта работа выделяется в виде теплоты.
Выше отмечалось, что ферромагнетики (в отличие от диа- парамагнетиков)
обладают характерной особенностью - ниже точки Кюри они разбиваются на
самопроизвольно намагниченные до насыщения области или домены. Линейные
размеры ферромагнитных доменов 10
-2
- 10
-3
см. При достаточно сильном
магнитном поле
H
H магнитные моменты отдельных доменов выстраиваются
параллельно внешнему полю и ферромагнетики быстро намагничиваются до
насыщения. При выключении внешнего магнитного поля тепловое движение не в
состоянии полностью разрушить доменную структуру, т .е . сохраняется
остаточная магнитная индукция. Для размагничивания необходимо приложить
магнитное поле , напряженность которого равна коэрцитивному полю. Этим
объясняется магнитный гистерезис. Размагничиванию способствуют также
встряхивание и температурный нагрев. При температуре, равной точке Кюри
(например, для железа она равна 770
о
С), тепловое движение оказывается
способным дезориентировать атомы в самих доменах , вследствие чего
ферромагнетик превращается в парамагнетик.
1. Изучение ферромагнетиков статическим методом
Приборы и принадлежности: прибор для измерения магнитной индукции,
амперметр, два реостата, два коммутатора, источник постоянного тока (1,25 В),
трансформатор, ключ, добавочные сопротивления, исследуемые материалы в виде
стержней.
Описание схемы и методики измерений
Основной частью схемы (рис.5) является измерительный прибор
магнитоэлектрической системы, в котором постоянный магнит заменен
электромагнитом.
Сердечником электромагнита служит исследуемый ферромагнетик,
изготовленный в виде стержня. При пропускании по обмотке электромагнита
постоянного тока J внутри образца создается магнитное поле , напряженность
H
которого можно вычислить по формуле для соленоида :
,
nJ
H
=
(7)
где n - число витков на единицу длины соленоида . В результате в стержне
возникнет магнитный поток
BS
=
Φ
, который в свою очередь создает магнитное
поле в зазоре, где находится катушка с током.
Вращающий момент, действующий на катушку в этом магнитном поле ,
равен
BJaS
=
Μ
1
, (8)
где
a
- число витков катушки, S - площадь витка катушки. При выводе рамки
катушки из положения равновесия возникает противодействующий вращению
момент, т .к . она укреплена на упругих пружинах . Величина этого момента равна
24 Пло щ адь, о гр ани че нная пе т ле й м агни т но го ги с т е р е зи с а, х ар ак т е р и зуе т р або т у, зат р аче нную вне шни м м агни т ны м по ле м на о дно к р ат но е пе р е м агни чи вани е фе р р о м агне т и к а. Э т а р або т а вы де ляе т с яв ви де т е пло т ы . Вы ше о т м е чало с ь, чт о фе р р о м агне т и к и (в о т ли чи е о т ди а- пар ам агне т и к о в) о бладают х ар ак т е р но й о с о бе нно с т ью - ни ж е т о чк и К юр и о ни р азби вают с я на с ам о пр о и зво льно нам агни че нны е до нас ы щ е ни я о блас т и и ли до м е ны . Л и не йны е р азм е р ы фе р р о м агни т ны х до м е но в 10-2 - 10-3 с м . Пр и до с т ат о чно с и льно м м агни т но м по ле H H м агни т ны е м о м е нт ы о т де льны х до м е но в вы с т р аи вают с я пар алле льно вне шне м у по лю и фе р р о м агне т и к и бы с т р о нам агни чи вают с я до нас ы щ е ни я. Пр и вы к люче ни и вне шне го м агни т но го по лят е пло во е дви ж е ни е не в с о с т о яни и по лно с т ью р азр уши т ь до м е нную с т р ук т ур у, т .е . с о х р аняе т с я о с т ат о чная м агни т ная и ндук ци я. Д ля р азм агни чи вани я не о бх о ди м о пр и ло ж и т ь м агни т но е по ле , напр яж е нно с т ь к о т о р о го р авна к о эр ци т и вно м у по лю. Э т и м о бъяс няе т с я м агни т ны й ги с т е р е зи с . Разм агни чи вани ю с по с о бс т вуют т ак ж е вс т р ях и вани е и т е м пе р ат ур ны й нагр е в. Пр и т е м пе р ат ур е , р авно й т о чк е К юр и (напр и м е р , для ж е ле за о на р авна 770о С), т е пло во е дви ж е ни е о к азы вае т с я с по с о бны м де зо р и е нт и р о ват ь ат о м ы в с ам и х до м е нах , вс ле дс т ви е че го фе р р о м агне т и к пр е вр ащ ае т с яв пар ам агне т и к . 1. И зуче ние фе рром агне тиков статиче ским м е тодом Пр и бо р ы и пр и надле ж но с т и : пр и бо р для и зм е р е ни я м агни т но й и ндук ци и , ам пе р м е т р , два р е о с т ат а, два к о м м ут ат о р а, и с т о чни к по с т о янно го т о к а (1,25 В), т р анс фо р м ат о р , к люч, до баво чны е с о пр о т и вле ни я, и с с ле дуе м ы е м ат е р и алы в ви де с т е р ж не й. О писание сх е мы и ме тодики изм е ре ний Ос но вно й час т ью с х е м ы (р и с .5) являе т с я и зм е р и т е льны й пр и бо р м агни т о эле к т р и че с к о й с и с т е м ы , в к о т о р о м по с т о янны й м агни т зам е не н эле к т р о м агни т о м . Се р де чни к о м эле к т р о м агни т а с луж и т и с с ле дуе м ы й фе р р о м агне т и к , и зго т о вле нны й в ви де с т е р ж ня. Пр и пр о пус к ани и по о бм о т к е эле к т р о м агни т а по с т о янно го т о к а J внут р и о бр азца с о здае т с я м агни т но е по ле , напр яж е нно с т ь H к о т о р о го м о ж но вы чи с ли т ьпо фо р м уле дляс о ле но и да: H = nJ , (7) где n - чи с ло ви т к о в на е ди ни цу дли ны с о ле но и да. В р е зульт ат е в с т е р ж не во зни к не т м агни т ны й по т о к Φ = BS , к о т о р ы й в с во ю о че р е дь с о здае т м агни т но е по ле в зазо р е , где нах о ди т с як ат ушк а с т о к о м . Вр ащ ающ и й м о м е нт , де йс т вующ и й на к ат ушк у в эт о м м агни т но м по ле , р аве н Μ 1 = BJaS , (8) где a - чи с ло ви т к о в к ат ушк и , S - пло щ адь ви т к а к ат ушк и . Пр и вы во де р ам к и к ат ушк и и з по ло ж е ни я р авно ве с и я во зни к ае т пр о т и во де йс т вующ и й вр ащ е ни ю м о м е нт , т .к . о на ук р е пле на на упр уги х пр уж и нах . Ве ли чи на эт о го м о м е нт а р авна
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- …
- следующая ›
- последняя »