Изучить магнитные свойства и основные параметры ферромагнетиков

                                                                                    (7)

поступающее на вход «Y» осциллографа (влиянием большого входного сопротивления осциллографа пренебрегаем).

              Сопротивлением RC - цепочки синусоидальному току с частотой , где Т - период колебаний тока, равно

.

где  = RC - «постоянная времени» RC - цепочки. При обычно выбираемом значении отношения 30 < < 100, сопротивление Z  R, т. е. является практически чисто активным и не создает заметного сдвига фаз между током I2 и напряжение U2. В этом случае для мгновенных значений тока и напряжения практически справедлив закон Ома

.

Это обстоятельство с учетом формул (7) и (6) позволяет записать для мгновенных значений напряжений U2 и Uу и магнитной индукции В следующую зависимость:

.                                                        (8)

Отметим, что увеличение   RC делает формулу (8) более точной, т.е. повышает точность интегрирования, но одновременно приводит к уменьшению напряжения Uу.

              Из (3) и (8) получается простая формула для измерения индукции магнитного поля в образце:

,                                                                                                                (9)

где .

              5. Формулу для определения мощности , расходуемой за один цикл Т = 1/ на перемагничивание ферромагнитного образца, найдем, используя (2), (5), (9), в следующем виде:

,                                                                                                  (10)

где ,

- площадь петли гистерезиса на экране осциллографа в координатах (х; у), измеряемая в квадратных делениях шкалы экрана осциллографа.

Задание к работе

1.      Соберите схему установки, приведенную на рабочем месте (рис.10); после проверки схемы преподавателем включите осциллограф и источник питания схемы.

2.      Установите максимальное выходное напряжение генератора ГН.

3.      Получите на экране осциллографа изображение петли гистерезиса и установите его симметрично относительно оси Х и У на шкале экрана.

3.                    Масштабный коэффициент Ку осциллографа выберите таким, чтобы петля гистерезиса занимала всю площадь экрана.

4.      Рассчитайте коэффициенты , содержащиеся в формулах (5), (9) и (10) соответственно.

5.      Измерьте координаты ХС и Уr пересечения петли гистерезиса с осями координат на шкале экрана, и по формулам (5) и (9) вычислите коэрцитивную силу НС и остаточную индукцию Вr ферромагнитного образца.

6.      Измерьте в квадратных делениях шкалы осциллографа площадь петли гистерезиса и по формуле (10) вычислите мощность, расходуемую на перемагничивание ферромагнитного образца.

7.      Измерьте координаты Хm и Уm петли гистерезиса и по формулам (5), (9) и (1) вычислите соответствующие значения Нm, Вm и  (см. рис.9). Данные занесите в таблицу.

8.      Устанавливая поочередно другие значения напряжения генератора ГН, получите соответствующие им петли гистерезиса и выполните измерения и вычисления по п.7. Данные занесите в таблицу.

9.      Используя данные таблицы , постройте график зависимости В = f(H) - кривую начального намагничивания, а также график зависимости   f(H).

10.  По результатам работы сделать выводы.

Контрольные вопросы

1.      Магнетики и их разновидности.

2.      Особенности диамагнетиков и парамагнетиков.

3.      Ферромагнетики, их структура.

4.      Спонтанная намагниченность доменов и ее природа.

5.      Процесс начального технического намагничивания ферромагнетиков.

6.      Перемагничивание ферромагнетиков и петля гистерезиса.

7.      Связь петли гистерезиса с затратами энергии на перемагничивание ферромагнетиков.

8.      Причина образования остаточной магнитной индукции в ферромагнетиках. Коэрцитивная сила ферромагнетика. Что она характеризует?

9.      Магнитная проницаемость магнетиков. Ее особенность у ферромагнетиков.

10.  Мягкие и жесткие ферромагнетики, их применение в технике.

11.  Принцип получения в лабораторной установке напряжений, пропорциональных напряженности и магнитной индукции поля в образце.

12.  Порядок размагничивания ферромагнетика.

Список литературы

              1. Савельев И.В. Курс общей физики.- М.: Наука, 1978.- Т.2. и последующие издания этого курса.

              2. Калашников С.Г. Электричество.- М.: Наука, - 1977

              3. Епифанов Г.И. Физика твердого тела.- М.: Наука, 1965

2