- •Додаткові завдання
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №27 вимірювання ємності
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №29
- •Описання установки
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №30
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів
- •Описання установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота № 31 затухаючі коливання в контурі
- •Короткі теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №32 вимушені коливання в контурі
- •Короткі теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №33 додавання взаємно перпендикулярних гармонічних коливань
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №34 дослідження поперечних хвиль в шнурі
- •Короткі теоретичні відомості
- •Опис установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №35 поширення звуку в повітрі
- •Короткі теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Теоретичні відомості
- •Описання установки
- •Порядок виконання роботи
- •Додаткове завдання
- •Контрольні запитання і завдання
- •Лабораторна робота № 41 вивчення явища дифракції світла
- •Теоретичні відомості
- •Описання установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 42 перевірка закону малюса
- •Теоретичні відомості та описання установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Додаток
- •Одиниці електричних і магнітних величин в сі
- •Десяткові приставки до назв одиниць
- •Наближені значення довжин хвиль світла, що відповідають основним спектральним кольорам.
- •Показники заломлення
- •Список літератури
Описання установки
Петлю гістерезісу можна
отримати на екрані осцилографа. Якщо
на горизонтально відхиляючі пластини
подати напругу
,
пропорційну
,
а на вертикально відхиляючі –
,
пропорційну
,
то на екрані осцилографа одержимо петлю
гістерезісу.
На рис. 2 показана схема установки.

Рис.30.2.
Матеріалом, який досліджується,
є сталь, з якої виготовлено тороїд
(осердя трансформатора И-54). Первинна
обмотка трансформатора живиться через
опір
змінним струмом
,
а індукція магнітного поля, створена
нею:
де
,l1
– число витків та довжина первинної
обмотки. Ця котушка рівномірно намотана
на тороїдальному осерді.
Поперечний переріз осердя И-54 – S=346 мм2.
Діаметр середнього круга осердя И-54 – 84,5 мм.
Таблиця 1
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
Первинна обмотка |
1200 |
600 |
300 |
120 |
60 |
30 |
12 |
|
Вторинна обмотка |
| ||||||
Напруга на горизонтальних відхиляючих пластинах
-

(30.1)
тобто пропорційна
.
Розрахунок показує, що
пов’язана зВ
виразом:
-

(30.2)
тобто пропорційна В.
Тут
– число витків вторинної обмотки
тороїда.
Цей вираз є наслідком закону електромагнітної індукції Фарадея, записаного для випадку електромагнітної взаємодії в тороїді.
У результаті на одні пластини
подається напруга, пропорційна
,
а на інші – пропорційнаВ,
тому на екрані одержуємо петлю гістерезісу
.
За один період синусоїдної
зміни струму слід електронного променя
на екрані опише повну петлю гістерезісу,
а на кожний наступний період – точно
її повторить. Змінюючи потенціометром
R напругу
,
одержимо на екрані ряд петель гістерезісу
різної площі. Верхня точка петлі
гістеризісу перебуває на основній
кривій намагнічування. Для побудови
основної кривої намагнічування потрібно
зняти з осцилографа координати
i
вершин часткових петель гістерезісу.
Після цього обчислюють
значення
іВ із
(30.1) і (30.2), переписаних у вигляді:
-
і
.
Величини
i
можна визначити, якщо знати значення
напруг
i
,
які спричиняють відхилення електричного
променя на одну поділку в напрямі осей
0x i 0y при даному підсиленні. Тоді
де
i
– координати вершин петель гістерезісу.
Підставляючи останні вирази в значення
для
іВ,
матимемо:
-

(30.3)
-

(30.4)
де
-

(30.5)
-

(30.6)
Порядок виконання роботи
Завдання 1.Зняття кривої намагнічування.
Зібрати схему згідно з рисунком.
Ввімкнути осцилограф і вивести електронний промінь у центр координатної сітки.
Підключити схему до мережі.
З допомогою потенціометра досягти, щоб петля гістерезісу мала ділянку насичення.
Визначити координати
i
вершин петлі. Дані занести до таблиці
2.Зменшуючи напругу з допомогою потенціометра, одержати на екрані осцилографа сімейство петель гістерезісу. Зняти для кожної з них координати вершин. Вимірювання повторювати доти, поки петля не стане точкою.
Таблиця 2
|
nx, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ny, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Визначити чутливість осцилографа
і
за таким методом:
відключити схему від мережі і входів осцилографа;
гніздо “Контр. сигнал” на задній панелі осцилографа з’єднати із входом “Х”;
не чіпаючи ручок управління на боковій панелі осцилографа, по масштабній сітці визначити довжини сліду lелектронного променя;
визначити чутливість
за формулою
де
– контрольна напруга;
аналогічно визначити чутливість
.
Вирахувати значення
і
за формулами (30.5) і (30.6).
Обчислити значення
і
для координат вершин усіх одержаних
петель гістерезісу.За здобутими даними побудувати графік залежності
Завдання 2. Зняття петлі гістерезісу і визначення затрат на перемагнічування.
При перемагнічуванні зразка
частина енергії магнітного поля
витрачається на переорієнтацію доменів.
Величина цієї енергії, яка приходиться
на одиницю об’єму за одиницю часу,
пропорційна площі
петлі гістерезісу:
-

(30.7)
де
– частота змінного струму. Ця частина
енергії переходить у теплову.
Площу петлі гістерезісу можна
знайти так. Ціна однієї міліметрової
поділки в напрямі осі
,
рівна
,
в напряміВ
–
[якщо
і
виразити в Тл/мм]. Тоді площа однієї
клітини буде
.
Якщо петля гістерезіса маєN
кліток, то площа її
-

(30.8)
Зняти координати 10-12 точок петлі в поділках координатної сітки екрана осцилографа.
Нарисувати на міліметровці петлю, добираючи по осях Х і У такий самий масштаб, як і на координатній сітці.
Підрахувати число n міліметрових клітинок, які охоплюють верхню половину петлі. Обчислюють
.Обчислюють значення
і
за формулами (30.5) і (30.6), а за формулою
(30.7) – теплові витрати на перемагнічення.
