Порядок выполнения работы

1. Получить петлю гистерезиса.

1.1. Собрать электрическую цепь по рис. 9.3.

1.2. Отключить генератор развертки осциллографа, для чего ручку “Синх.ВН” опустить в положение Х.

1.3. Подключить осциллограф к сети и появившийся на экране луч вывести в центр координатной сетки.

1.4. На вход ЛАТРа подать из сети напряжение 80 В. Меняя напряжение на выходе ЛАТРа, и, следовательно, меняя Н и В, получить на экране петлю гистерезиса (ПГ). Добиться, чтобы петля имела участок насыщения и занимала бы возможно большую часть экрана; при этом, может быть, придется пользоваться ручкой (Вольт/дел.).

1.5. Снять координаты х, у (в больших делениях сетки осциллографа с точностью до десятых долей) нескольких точек основной кривой намагничивания. Для этого ручкой ЛАТРа уменьшить напряжение на его выходе (уменьшается и U_x и U_y). ПГ при этом будет сжиматься, а ее вершина будет перемещаться как раз по основной кривой. Таким образом, снимая каждый раз координаты вершины петли, можно получить нужные значения х и у. Результаты для 5 - 6 точек занести в табл. 9.1.

Таблица 9.1

х,дел.
Н, А/м
у,дел.
В, Тл

1.6. Определить коэффициенты k_х и k_у. По смыслу (см.(9.12), (9.13)) это те напряженность и индукция магнитного поля, которым соответствует отклонение по осям х и у на одно большое деление сетки осциллографа

где _х и _у - чувствительность по напряжению по осям х и у; n₁, N₂, R₁, r₂, C , S₀ - задаются; _у установить положением рукоятки осциллографа “Вольт/дел.”; _х следует определить. Для этого взамен напряжения U_x подать калиброванное напряжение с клеммы “0,6 В” осциллографа (тумблер “2 кГц” повернуть вправо). Для увеличения чувствительности тумблер “х1/х0,2” перевести в положение “х0,2”. На экране появятся две точки, расстояние между которыми х₀ соответствует сигналу 0,6 В. Измерить это расстояние в делениях шкалы и определить чувствительность по оси x:

.

1.7. По формулам (9.12) рассчитать Н и В, соответствующие снятым в п.1.5 точкам основной кривой намагничивания. Результаты занести в табл. 9.1.

1.8. По данным п. 1.7 построить на миллиметровой бумаге основную кривую намагничивания В = f (Н).

2. Снять петлю гистерезиса и определить потери на перемагничивание.

2.1. Вновь получить на экране предельную петлю гистерезиса.

2.2. Перенести петлю с экрана на миллиметровую бумагу. Сделать это можно двумя способами:

а) путем снятия координат нескольких (10-15) точек петли. По этим точкам на миллиметровой бумаге строится петля.

б) копированием петли гистерезиса с экрана осциллографа на миллиметровую бумагу или кальку с указанием положения осей.

2.3. По графику, полученному в п. 2.2, определить площадь N₀ (мм²), охватываемую петлей гистерезиса.

2.4. Вычислить количество энергии, затраченное на перемагничивание единицы объема магнетика в 1 с. (Часть этой энергии идет на нагревание тороида). При этом, если петля строилась способом, описанным в п. 2.2,а, то

Q = k_х k_у N₀ . (9.15)

Теперь k_х и k_у - напряженность и индукция магнитного поля, соответ-ствующие 1 мм той и другой осей построенного графика. Если петля гистерезиса снимается по п. 2.2,б, то

Q = k_х к_у N₀  / 36,

здесь k_x и k_у - прежние (9.13, 9.14); коэффициент 1/36 переводит площадь петли гистерезиса из мм² в дел²,  - частота переменного тока в сети (частота перемагничивания).

2.5. Из полученной петли определить остаточную индукцию В_т и коэрцитивную силу Н_с для исследуемого магнетика.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Вектор индукции магнитного поля.

2. Вектор намагниченности.

3. Магнитная восприимчивость и проницаемость магнетиков.

4. Виды магнетиков.

5. Природа диамагнетизма, парамагнетизма и ферромагнетизма.

6. Вектор напряженности магнитного поля.

7. Явление гистерезиса в ферромагнетиках.

8. Напряженность магнитного поля тороида.

9. Явление электромагнитной индукции и использование его в данной работе.

10. Вывод расчетных формул для В и Н.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10