Описание экспериментальной установки и методика проведения измерений
И
спользуя
электронный осциллограф, можно наблюдать
явление магнитного гистерезиса при
перемагничивании ферромагнитного
образца, в качестве которого в данной
работе берется сердечник трансформатора
ТР
рисунок 16.2. На первичную обмотку
лабораторный автотрансформатор ЛАТР
подается переменное напряжение. Сигнал,
подаваемый на горизонтально отклоняющую
систему осциллографа с сопротивления
R1,
прямо пропорционален току в первичной
обмотке. В свою очередь, напряженность
магнитного поля в сердечнике трансформатора
пропорциональна величине этого тока
(H=nI).
Следовательно, отклонение луча по
горизонтали пропорционально напряженности
внешнего магнитного поля.
ЭДС во вторичной обмотке, согласно закону Фарадея
~
.
(16.11)
Следовательно,
~
~
, (16.12)
где 
сила
тока во вторичной обмотке.
Значение индукции пропорционально
(16.13)
заряду конденсатора.
Напряжение на конденсаторе UC
~ q, следовательно,
напряжение на конденсатореUC~В. Сигнал, подаваемый на вертикально
отклоняющую систему, пропорционаленUC,
а, следовательно, и значениюВ.
Таким образом, отклонение луча по
вертикали пропорционально величине
магнитной индукцииВ.Следовательно,
электронный луч будет вычерчивать
кривую зависимости
,
т.е. петлю гистерезиса.
Порядок выполнения работы
Получаем максимальную, по размерам экрана, петлю гистерезиса. Снимаем по сетке осциллографа координаты пятнадцати точек этой кривой в различных ее местах (обязательно записываем координаты вершины). Данные заносим в таблицу.
|
Nх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После этого, уменьшая напряжение, получаем ряд петель гистерезиса меньшего размера (шесть кривых). Заносим в таблицу только координаты вершин полученных кривых.
|
ny |
|
|
|
|
|
|
|
nx |
|
|
|
|
|
|
Обработка результатов измерений
По данным первой
таблицы строим зависимость
,
т.е. петлю гистерезиса. Далее наносим
координаты вершин из второй таблицы и
соединяем их кривой, которая называется
кривой намагничивания.
Контрольные вопросы
В чем состоит гипотеза Ампера?
Сформулируйте определение магнитного момента.
В чем заключается процесс намагничивания вещества?
Как возникает орбитальный магнитный момент атома?
Что такое спиновой магнитный момент?
Сформулируйте определение намагниченности.
Что такое физически бесконечно малый объем?
Сформулируйте определение напряженности магнитного поля.
В чем смысл использования для описания магнитного поля кроме вектора магнитной индукции вектора напряженности магнитного поля?
Сформулируйте определение магнитной восприимчивости и магнитной проницаемости. В чем состоит физический смысл магнитной проницаемости?
Приведите примеры и опишите отличительные черты атомов диамагнетиков. В чем состоит физическая природа диамагнетизма?
Почему образцы диамагнетиков выталкиваются в область более слабого магнитного поля?
Приведите примеры и опишите отличительные черты атомов парамагнетиков. В чем состоит физическая природа парамагнетизма?
Почему образцы парамагнетиков втягиваются в область более сильного магнитного поля?
Опишите отличительные черты ферромагнетиков.
Что такое остаточная индукция и коэрцитивная сила?
По какому признаку ферромагнетики делят на жесткие и мягкие? Укажите области их использования в технике.
Что представляют собой домены в ферромагнетике? Почему и в каких условиях макроскопические образцы ферромагнетиков разбиваются на домены?
Опишите процессы в ферромагнетике при помещении его в плавно возрастающее магнитное поле.
Какова физическая природа ферромагнитного гистерезиса?
Как свойства ферромагнетиков зависят от температуры. Сформулируйте закон Кюри – Вейсса. Что такое температура Кюри?
Объясните, как в экспериментальной установке формируется сигналы пропорциональные напряженности внешнего поля и индукции поля в ферромагнетике?