Порядок выполнения работы

1. Включить печь и по мере нагревания образца через каждые 2мВЭДСξ₂ термопары (милливольтметр 6) регистрировать величину ЭДСξ₁(милливольтметр 5 на рис 4.6).

2. Зафиксировать начало резкого уменьшения ξ₁.Снять несколько последующих значенийξ₁по мере увеличения температуры. Отключить установку.

3. Построить график зависимости ξ₁ = f(t ), используя для этого градуировочную зависимостьξ₂ = f(t ). Результаты записать в табл. 4.3.

Таблица 4.3

ξ2,мВ	2	4	6	8	…..	…..
ξ1, мВ
t, град

4. Определить точку Кюри ферромагнетика по формуле

θ_к = θ_к^' + t_k ,

где θ_к^' - температура, соответствующая точке резкого уменьшенияξ₁= f(t ); t_к – комнатная температура.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируются магнетики?

2. Почему значение μ у ферромагнетиков велико?

3. Что такое точка Кюри?

4. Начертите и объясните работу схемы установки.

5. Почему ЭДС индукции во вторичной обмотке резко падает при нагреве образца до точки Кюри?

33

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАТУХАЮЩИХ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ.

(Лабораторная работа№2.14)

Цель работы: определение основных параметров затухающих колебаний в контуре.

Теоретическое введение

Реальный колебательный контур состоит из катушки индуктивности L, конденсатора ёмкостьюСи активного сопротивленияR. (рис. 5.1). При замыкании контура с предваритель- но заряженным конденсатором в нем возникают затухающие электромагнитные колебания.

Рис. 5.1

Дифференциальное уравнение, затухающих колебаний в контуре можно получить на основе закона Ома для неоднородного участка цепи:

ξ₁₂,(5.1)

где и- значение потенциалов на обкладках конденсатора,ξ- ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке.

С учетом того, что

,и ξ₁₂ ,

уравнение(5.1) принимает вид

(5.2)

34

После замены ,, получим стандартное дифференциальное уравнение, описывающие затухающие колебания:

. (5.3)

Здесь - коэффициент затухания,- собственная частота незатухающих колебаний.

Решение дифференциального уравнения (5.1) имеет вид

(5.4)

где - частота затухающих колебаний в контуре.

Учитывая связь заряда на конденсаторе с напряжением на его обкладках, получим

, (5.5)

где - значение напряжения в начальный момент времени. График затухающих колебаний напряжения на обкладках конденсатора представлен рис.(5.2).

Рис. 5.2

Амплитуда колебаний изменяется по экспотенциальному закону

, (5.6)

35

а период колебаний определяется выражением

(5.7)

С увеличением R, а следовательно, и, период затухающих колебаний растёт, стремясь к бесконечности при

. (5.8)

Это означает, что при колебательный разряд переходит в апериодический процесс (рис.5.3). ЗначениеR_крназывается критическим сопротивлением.

Рис. 5.3

Основные характеристики затухающих колебаний

1. Время релаксации - промежуток времени, в течение которого амплитуда затухающих колебаний уменьшается в е раз:

=(5.9)

2. Логарифмический декремент затухания, представляет логарифм отношений двух соседних амплитуд, т. е.

, (5.10)

где N– число колебаний, совершаемых за время уменьшения амплитуды вераз.

36

3. Добротность - величина обратная логарифмическому декременту

(5.11)

При малых значениях логарифмического декремента затухания, добротность контура определяется выражением:

(5.12)