Электричество и магнетизм. Ч.3. Муравьев А.Б - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОмГУ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

49
R
1
R
2
C
Г1
Г2
Г3
Г4
Г5
Г6
Т - Р
Обозначение Наименование Кол-во Примечание
Г1-Г6 Гнездо, Г-4 6
С
Конденсатор,
0.038 мФ
1
R
1
Резистор МЛТ,
34,0 Ом
1
R
2
Резистор МЛТ,
30 кОм
1
Т-Р
Сердечник
М2000НМ
S = (6×6)мм
2
l = 80 мм
N
1
= 100 в
N
2
= 100 в
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема
Суть эксперимента заключается в независимом определении на-
пряженности магнитного поля
H в ферромагнетике с помощью закона
полного тока и магнитной индукции
B на основе использования закона
электромагнитной индукции. В работе используется метод наблюдения
семейства петель гистерезиса с помощью электронного осциллографа.
Для этого на горизонтально отклоняющие пластины подается сигнал,
пропорциональный
H, на вертикально отклоняющие пластины – сигнал,
пропорциональный
B.
Исследуемый ферромагнетик представляет собой тонкое кольцо –
тороид с намотанными на него двумя обмотками
N
1
и N
2
. Когда по об-
мотке
N
1
течет ток, внутри сердечника возникает магнитное поле. Если
толщина тороида меньше его диаметра, величину напряженности маг-
50
нитного поля можно считать постоянной по сечению тороида и равной
напряженности в середине сечения.
По закону полного тока получим
l
IN
H
1
= , (1)
где
l – длина осевой (средней) линии тороида; I – поле в обмотке N
1
.
Напряжение
U
x
= IR
1
с резистора сопротивлением R
1
, включенного
в цепь обмотки
N
1
подается на горизонтально отклоняющие пластины
осциллографа. Измерив значение
U
x
= α
x
x, где α
x
– масштабный коэф-
фициент отклонения по горизонтали,
х – величина отклонения в делени-
ях (рис. 3), определим ток
I и подставим в формулу (1). В итоге получим
x
Rl
N
H
x
1
1
α
= . (2)
Для определения магнитной индукции в сердечнике наматывается
еще одна обмотка с числом витком
N
2
. При измерении магнитного по-
тока в сердечнике в обмотке возникает ЭДС индукции
,
dt
dB
SN
dt
dp
N
22
−=−=E (3)
где
S – площадь поперечного сечения сердечника.
Схема включения вторичной обмотки в измерительную цепь по-
казана на рис. 2. Параметры схемы подобраны таким образом, что вы-
полняется условие
I
2
R
2
>>U
c
,
где
I
2
– ток в обмотке N
2
; U
c
– напряжение на конденсаторе.
0
y
x
x
к
Рис. 3 
             Г1                  Т-Р                                   нитного поля можно считать постоянной по сечению тороида и равной
                                                                       напряженности в середине сечения.
                                                                              По закону полного тока получим
                                               R2
                                                                                                              NI
                                                    Г3                                                  H= 1 ,                              (1)
                                                                                                                l
                  Г5                            C                      где l – длина осевой (средней) линии тороида; I – поле в обмотке N1.
                                                                              Напряжение Ux = IR1 с резистора сопротивлением R1, включенного
                                                    Г4
                            R1                                         в цепь обмотки N1 подается на горизонтально отклоняющие пластины
                  Г6                                                   осциллографа. Измерив значение Ux = αxx, где αx – масштабный коэф-
                                                                       фициент отклонения по горизонтали, х – величина отклонения в делени-
                  Г2                                                   ях (рис. 3), определим ток I и подставим в формулу (1). В итоге получим
                                                                                                            Nα
                                                                                                       H = 1 x x.                           (2)
            Обозначение   Наименование Кол-во Примечание                                                     l R1
               Г1-Г6        Гнездо, Г-4  6
                           Конденсатор,                                       Для определения магнитной индукции в сердечнике наматывается
                  С                      1                             еще одна обмотка с числом витком N2. При измерении магнитного по-
                             0.038 мФ
                          Резистор МЛТ,                                тока в сердечнике в обмотке возникает ЭДС индукции
                  R1                     1
                              34,0 Ом                                                                     dp          dB
                          Резистор МЛТ,                                                           E = −N2      = −N2S    ,                  (3)
                  R2                     1                                                                 dt         dt
                              30 кОм
                            Сердечник                                  где S – площадь поперечного сечения сердечника.
                            М2000НМ                                           Схема включения вторичной обмотки в измерительную цепь по-
                           S = (6×6)мм2                                казана на рис. 2. Параметры схемы подобраны таким образом, что вы-
                Т-Р
                             l = 80 мм                                 полняется условие
                             N1 = 100 в                                                                 I2R2>>Uc,
                             N2 = 100 в                                где I2 – ток в обмотке N2; Uc – напряжение на конденсаторе.
            Рис. 2. Принципиальная электрическая схема                                                y
      Суть эксперимента заключается в независимом определении на-
пряженности магнитного поля H в ферромагнетике с помощью закона
полного тока и магнитной индукции B на основе использования закона
электромагнитной индукции. В работе используется метод наблюдения
семейства петель гистерезиса с помощью электронного осциллографа.
Для этого на горизонтально отклоняющие пластины подается сигнал,                                      0                x
пропорциональный H, на вертикально отклоняющие пластины – сигнал,
пропорциональный B.                                                                                         xк
      Исследуемый ферромагнетик представляет собой тонкое кольцо –
тороид с намотанными на него двумя обмотками N1 и N2. Когда по об-
мотке N1 течет ток, внутри сердечника возникает магнитное поле. Если
толщина тороида меньше его диаметра, величину напряженности маг-                                          Рис. 3

                                  49                                                                       50

Страницы