Лабораторная установка

Экспериментальная установка состоит из элементов, показанных на рис. 3. Схема соединения элементов показана на рис. 4.

Генератор 2

переменного

напряжения

Ферромагнитный 1

о бразец

4

Р егулятор 3

п еременного напряжения Осциллограф

U_x

Рис. 3

На ферромагнитный образец в форме тора намотаны две обмотки N₁ и N₂ . Через намагничивающую обмотку N₁ пропускается переменный ток, создаваемый генератором 2. Переменное напряжение U_{x ,} пропорциональное этому току, снимается с сопротивления R и подается на вход «х» осциллографа. Эти величины изменяются с помощью регулятора 3. Напряженность магнитного поля Н, создаваемая в ферромагнитном образце током в обмотке N₁ пропорциональна U_x :

Н = k_x U_x , (5)

где k_x = 250 (A /мВ) ( это значение определяется параметрами схемы ). Таким образом, в ферромагнитном образце создается переменное магнитное поле, за напряженностью Н которого можно следить по величине отклонения луча осциллографа в горизонтальном направлении.

y

(2)

(3)

( 1) C N₁ N₂ генератор пере-

менного напря-

жения.

R₁ R

в ход

о сцил- (4) (1)

л ографа У

вход осцил-

лографа Х

Рис 4.

Напряжение с обмотки N₂ подается со сдвигом фазы /2 на вход «у» осциллографа (через фазовращающую цепь, состоящую из сопротивления R₁ и конденсатора С; рис. 4). Это напряжение, в свою очередь, пропорционально магнитной индукции В в образце:

B = k_y U_{y ,} (6)

где коэффициент k_y = 0,18 (Тл/B) (это значение также определяется параметрами схемы). Таким образом, вертикальное смещение луча осциллографа пропорционально магнитной индукции В. Следовательно, при изменении в некоторых пределах Н этот луч выпишет в определенном масштабе некоторый участок зависимости В(Н). При переменном напряжении U_x, т. е. при периодическом изменении напряженности магнитного поля в некотором интервале от Н до +Н, на экране осциллографа возникнет полный график зависимости В(Н), т.е. появится петля магнитного гистерезиса. Размеры петли будут тем больше, чем больше амплитуда переменного напряжения U_x . На рис. 5 показаны три таких петли, соответствующие трем различным значениям амплитуды U_x .

В

x₀

y₀

О Н

О

О

Рис. 5

Вершины всех трех петель О, О и О лежат на нулевой кривой намагничивания (на пунктирной линии, выходящей из начала координат). Координаты х и у этих вершин определяются по координатной сетке экрана осциллографа. Цена делений сетки имеет следующие значения:

_x = 0,52 B ( в горизонтальном х направлении),

_у = 0,62 В ( в вертикальном у направлении) .

Поэтому в вершинах петель выполняются равенства U_x = _x x ; U_y = _y y. В соответствии с (5) и (6) находим

В = k_у _у у , Н = k_х _х х . (7)

Значения магнитной проницаемости (Н) в вершинах петель гистерезиса рассчитываются по формуле

(Н) = B /(₀ H). (8)