Отчёт по лабораторной работе № 14.
По дисциплине: Общая и техническая физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: Изучение свойств ферромагнетика с помощью осциллографа.
Выполнил: студент гр. НБ-07 ______________ / Жирихин Г.В /
(подпись) (Ф.И.О.)
Оценка: ____________
Проверил:
Руководитель: доцент ____________ /Корольков А.П./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
Год.
Цель работы:
Исследование основных характеристик ферромагнетиков: 1) получение основной кривой намагничивания и зависимости магнитной проницаемости от напряжённости магнитного поля
ферромагнитного образца путем исследования гистерезисной петли на экране осциллографа; 2) изучение зависимости магнитной проницаемости от частоты
Теоретическое обоснование.
Основные явления лежащие в основе работы.
Магнитный гистерезис – Способность ферромагнетиков частично сохранять намагниченность после удаления из магнитного поля.
Магнитное насыщение – начиная с некоторого значения модуль вектора намагниченности остаётся постоянным и равным
.
Основные определения и понятия, используемые в данной работе:
Ферромагнетики – вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом состоянии), в которых ниже определённой температуры (точки Кюри) устанавливается ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах).
Индукция магнитного поля – векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся или смещающуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля в заданной точке.
Напряженность магнитного поля - силовая характеристика магнитного поля, не зависящая от магнитных свойств среды.
Гистерезис – запаздывание изменения физической величины, характеризующей состояние вещества (намагниченности ферромагнетика), от изменения другой физической величины, определяющей внешние условия (напряженности магнитного поля).
Коэрцитивная сила – значение напряженности магнитного поля, необходимое для полного размагничивания ферримагнитного вещества.
Остаточная магнитная индукция – магнитная индукция ферромагнитного вещества при напряженности магнитного поля, равной нулю, в условиях циклического перемагничивания.
Осциллограф - измерительный прибор для наблюдения зависимости между двумя или несколькими быстро меняющимися величинами.
Законы и соотношения, лежащие в основе работы:
Закон Ома для полной цепи , где
- электродвижущая сила,
- сопротивление внешнего участка цепи,
,
- внутреннее сопротивление источника тока,
.
Закон электромагнитной индукции , где
- магнитный поток,
.
Схема установки.
Атр – источник переменного напряжения,
R1 и R2 – сопротивление,
L1 и L2 – намагничивающая и
измерительная катушки
соответственно,
О – ферромагнитный сердечник,
С- конденсатор.
Основные расчетные формулы.
-
, где
- н
- апряженность магнитного поля,
,
- координата вершины петли гистерезиса,
,
- цена деления по оси ох,
,
- длина катушки
, м,
- число витков катушки.
-
, где
- индукция магнитного поля,
,
- емкость конденсатора,
,
- цена деления по оси oy,
,
- сечение образца,
,
- число витков катушки.
-
, где
- магнитная проницаемость материала,
- магнитная постоянная.