Описание установки. Для измерения величин и составляют электрическую цепь, схема которой изображена на рис.4.

Для измерения величин и составляют электрическую цепь, схема которой изображена на рис.4.

Тороид имеет две обмотки и сердечник из исследуемого ферромагнитного материала. Первичная обмотка с числом витков w₁ включается в цепь постоянного тока, источником которого является селеновый выпрямитель (ВС). Напряжение, приложенное к обмотке, регулируют с помощью потенциометра R. Переключатель П₁ позволяет изменять направление тока в первичной обмотке.

К вторичной обмотке w₂подключен зеркальный гальванометр (Г), представляющий собой прибор магнитоэлектрической системы. Величина смещения светового указателя (“ зайчика ”) по шкале гальванометра является мерой величины заряда, протекающего через гальванометр.

Определение напряженности Н магнитного поля.

Напряженность магнитного поля в тороиде рассчитывается по формуле:

, (3)

где l – длина средней линии тороида, I – ток в первичной обмотке.

Определение магнитной индукции В и магнитной проницаемости m.

При пропускании тока I по первичной обмотке тороида в ферромагнитном сердечнике возникает магнитный поток Ф. Изменение направления тока на противоположное вызывает изменение магнитного потока с +Ф на -Ф, т.е.

D Ф = 2 Ф = 2 В S, (4)

где S - площадь сечения сердечника.

В результате во вторичной обмотке, соединенной с гальванометром, индуцируется ЭДС, равная

(5)

Dt - время переключения.

Так как цепь гальванометра замкнута, то в ней возникает ток

, (6)

где Dq – заряд протекающий через гальванометр, R – сопротивление цепи вторичной обмотки гальванометра.

Из формулы (6) получаем

(7)

Следовательно, величина заряда протекающего во вторичной обмотке при переключении пропорциональна индукции магнитного поля в сердечнике.

С другой стороны, заряд Dq пропорционален отклонению “зайчика” по шкале гальванометра

Dq = С_Б n (8)

С_Б - баллистическая постоянная гальванометра, равная величине заряда вызывающего отклонение “зайчика” на одно деление, n - число делений на которое произошло отклонение. Из формул (7) и (8) получаем расчетную формулу для индукции

(9)

или

В = К n (10)

(11)

Величины R, S, w ₂ для данной установки известны. Баллистическая постоянная определяется из эксперимента, описанного ниже.

Таким образом, рассчитав в начале величину К по формуле (11), определяют магнитную индукцию В при разных значениях тока в первичной обмотке, т.е. для разных значений напряженностей магнитного поля. Величину магнитной проницаемости исследуемого ферромагнетика находят по формуле:

(12)

Рис 5. Схема установки

Определение баллистической постоянной гальванометра С_Б.

Для измерения С_Б собирают электрическую цепь по схеме, данной на рис.5.

e_n – нормальный элемент Вестона (e_n =1,0183 В при

t=20°С)

С – конденсатор известной емкости.

Первоначально конденсатор замыкают на элемент Вестона. В результате на обкладках конденсатора накапливается электрический заряд

Dq = С Dj = С e_n (13)

Затем переключают конденсатор на гальванометр. Происходит разрядка конденсатора и заряд Dq, проходя через гальванометр, вызывает отклонение “зайчика’’ на n₀ делений.

Искомая величина С_Б находится по формуле:

(14)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: