Описание эксперимента. Экспериментальная часть работы состоит из двух опытов

Экспериментальная часть работы состоит из двух опытов. Сначала измеряется магнитная проницаемость различных образцов индукционным методом. Схема эксперимента представлена на Рис.3.

Здесь L ₁ – соленоид длиной l =160мм, имеющий N =1700 витков; L ₂ – датчик Д ₁ площадью S ₀=1cм², имеющий N ₀=1000 витков. При протекании через обмотку соленоида тока I ₁, соленоид создает магнитное поле Н:

.

Без образца напряжение U ₂₀ на датчике:

U₂₀ = 8μ₀HνN₀S₀.

Если в соленоид вставить образец в форме длинного стержня, то, при неизменном токе соленоида, магнитный поток в датчике изменится на величину

ΔΦ = μ₀JN₀S,

где S – площадь поперечного сечения стержня, J – намагниченность образца. При этом напряжение U ₂ на датчике изменится на величину

U₂ - U₂₀ = 8μ₀JνN₀S.

Измерив значения U ₂ с образцом U ₂₀ и без образца, можно найти магнитную восприимчивость χ образца и его магнитную проницаемость μ:

,

μ = χ + 1.

Вторая часть данной работы посвящена исследованию магнитного гистерезиса. Схема опыта приведена на Рис.3.

Рис.4

Соленоид L создает магнитное поле напряженностью Н:

В датчике Д ₁ возникает ЭДС электромагнитной индукции

ε =

которая после интегрирующей цепочки с постоянной времени

τ = RC = 30мс

превращается в напряжение

где N ₀ = 1000 – число витков датчика Д ₁, S ₀ = 1см² – средняя площадь витка датчика, В = μ ₀ Н – магнитная индукция внутри датчика, Φ = BS ₀ = μ ₀ HS ₀ – магнитный поток.

Сигнал с выхода " U_H " пропорционален напряженности магнитного поля:

U_H = R₁I = R₁lH/N.

Подав соответствующие напряжения на вертикальный и горизонтальный входы осциллографа, можно наблюдать линейную зависимость В(Н).

При размещении в соленоиде ферромагнитного образца сечением S, дополнительное к исходному напряжение U_B' на выходе U_B пропорционально намагниченности образца:

U_B' = μ₀JN₀S /τ.

Если напряжение U_B стало существенно больше первоначального, то оно обусловлено в основном магнитным потоком в образце и пропорционально магнитной индукции В в образце:

U_B = ВN₀S /τ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: