Электричество и магнетизм. Ч.3. Муравьев А.Б - 26 стр.

UptoLike

51
Пренебрегая падением напряжения на вторичной обмотке и на-
пряжением на конденсаторе, можно записать закон Ома в виде
22
RI=E (4)
Учитывая, что
,
dt
dQ
I =
2
где Q заряд конденсатора из (3) и (4)
получим
.dQ
SN
R
dB
2
2
=
Проинтегрировав это выражение, получим
.Q
SN
R
B
2
2
=
Поскольку
yCCUCUQ
yyc
α
=
=
=
, окончательно найдем выраже-
ние для расчета магнитной индукции:
,y
SN
CR
B
y
2
2
α
= (5)
где α
y
масштабный коэффициент усилителя по вертикали; увеличи-
на отклонения сигнала на экране осциллографа (рис. 3).
Подготовка модуля к работе
1. Подсоединить к гнездам «
PQ» на лицевой панели генератор
гармонических колебаний.
2. Соединить гнезда ЭО «
У» с разъемом усилителя осциллографа
с помощью коаксиального кабеля.
3. Соединить гнезда ЭО «Х» с пластинами горизонтальной раз-
вертки «
Х», предварительно отключив генератор развертки.
4. Включить в сеть генератор и осциллограф и установить часто-
ту генератора ν = 5кГц.
5. Регулируя величину выходного напряжения генератора и уси-
ление на оси
у осциллографа, установить предельную петлю гистерези-
са, соответствующую магнитному насыщению образца, так, чтобы она
помещалась на экране.
Порядок проведения измерений
1. Измерить координаты «
Х» и «У» вершины предельной петли
гистерезиса.
2. Уменьшая величину напряжения генератора, получить семей-
ство петель гистерезиса (6–8 петель). Для каждой петли определить ко-
ординаты «
Х» и «У» ее вершины. Данные занести в таблицу.
52
3. Срисовать на кальку предельную петлю гистерезиса.
4. Определить координату «
Х
к
», соответствующую коэрцитивной
силе
H
к
.
Номер
петли
Х
делений
У
делений
α
х
, мВ/дел α
y
, мВ/дел
H, А/м В, Тл
µ
1
.
.
.
.
n
Обработка результатов измерений
1. По формулам (2) и (5) рассчитать значения H и В и записать
данные в таблицу.
2. Построить график зависимости
B = f(H).
3. По формуле
H
B
0
µ
µ
= рассчитать величину относительной маг-
нитной проницаемости и результаты занести в таблицу.
4. Построить график зависимости µ
= f(H).
5. Для одной из точек основной кривой намагничивания
B = f(H)
рассчитать погрешности
B, H, ∆µ и записать результат в стандартном
виде.
6. По измеренному значению
Х
к
рассчитать по формуле (2) коэр-
цитивную силу
H
к
.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются магнетики?
2. Что называются магнитной проницаемостью?
3. Почему значение µ для ферромагнетиков велико?
4. В чем заключается явление гистерезиса и его причина?
5. Как можно объяснить остаточную намагниченность?
Литература
1.
Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1970.
2.
Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1973. Т. 2.
      Пренебрегая падением напряжения на вторичной обмотке и на-               3. Срисовать на кальку предельную петлю гистерезиса.
пряжением на конденсаторе, можно записать закон Ома в виде                     4. Определить координату «Хк», соответствующую коэрцитивной
                               E = I 2 R2                          (4)   силе Hк.
                            dQ
      Учитывая, что I 2 = −    , где Q заряд конденсатора из (3) и (4)      Номер    Х       У
                            dt                                                                    α , мВ/дел αy, мВ/дел H, А/м В, Тл       µ
                                                                            петли делений делений х
получим                                                                   1
                                    R                                     .
                             dB = 2 dQ.
                                   N2S                                    .
                                                                          .
                                                       R
      Проинтегрировав это выражение, получим B = 2 Q.                     .
                                                      N2S                 n
      Поскольку Q = U cC = U yC = α y yC , окончательно найдем выраже-
ние для расчета магнитной индукции:                                                        Обработка результатов измерений
                                  CR2α y                                       1. По формулам (2) и (5) рассчитать значения H и В и записать
                              B=          y,                       (5)   данные в таблицу.
                                   N2S
                                                                               2. Построить график зависимости B = f(H).
где αy – масштабный коэффициент усилителя по вертикали; у – величи-
                                                                                                   B
на отклонения сигнала на экране осциллографа (рис. 3).                         3. По формуле µ =       рассчитать величину относительной маг-
                                                                                                  µ0 H
                    Подготовка модуля к работе                           нитной проницаемости и результаты занести в таблицу.
      1. Подсоединить к гнездам «PQ» на лицевой панели генератор               4. Построить график зависимости µ = f(H).
гармонических колебаний.                                                       5. Для одной из точек основной кривой намагничивания B = f(H)
      2. Соединить гнезда ЭО «У» с разъемом усилителя осциллографа       рассчитать погрешности ∆B, ∆H, ∆µ и записать результат в стандартном
с помощью коаксиального кабеля.                                          виде.
      3. Соединить гнезда ЭО «Х» с пластинами горизонтальной раз-              6. По измеренному значению Хк рассчитать по формуле (2) коэр-
вертки «Х», предварительно отключив генератор развертки.                 цитивную силу Hк.
      4. Включить в сеть генератор и осциллограф и установить часто-
ту генератора ν = 5кГц.                                                                          Контрольные вопросы
      5. Регулируя величину выходного напряжения генератора и уси-            1.   Как классифицируются магнетики?
ление на оси у осциллографа, установить предельную петлю гистерези-           2.   Что называются магнитной проницаемостью?
са, соответствующую магнитному насыщению образца, так, чтобы она              3.   Почему значение µ для ферромагнетиков велико?
помещалась на экране.                                                         4.   В чем заключается явление гистерезиса и его причина?
                  Порядок проведения измерений                                5.   Как можно объяснить остаточную намагниченность?
      1. Измерить координаты «Х» и «У» вершины предельной петли                                        Литература
гистерезиса.
      2. Уменьшая величину напряжения генератора, получить семей-             1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1970.
ство петель гистерезиса (6–8 петель). Для каждой петли определить ко-         2. Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1973. Т. 2.
ординаты «Х» и «У» ее вершины. Данные занести в таблицу.

                                 51                                                                        52