Опис експериментальної установки

Лабораторний макет установки для дослідження ефекту Фарадея, функціональна схема якого зображена на рис.7, складається з HBЧ гене­ратора 1 , з'єднувальних кабелів і коаксіально-хвилеводних переходів 2, 3, 4 , вентиля 5 , переходу з хвилеводу прямокутного поперечного перерізу на хвилевід колового поперечного перерізу 6 , пристрою обер­тання площини поляризації на хвилеводі колового поперечного перерізу 7 , блока живлення 8 і пристрою, за допомогою якого визначають кут орієнтації площини поляризації електромагнітної хвилі.

Рис.7

Цей пристрій створений на базі секції хвилеводу з коловим поперечним перерізом 9 , яку можна обертати навколо осі хвилеводу. У двох ортогональних площинах хвилеводу 9, умонтовані два хвилеводи прямокутного поперечного перерізу з детекторними секціями 11 і 12 , сигнали з яких подаються на вимірювальні прилади 10 і 13 . Пристрій обертання площини поляризації 7 також створений на базі хвилеводу колового поперечного перерізу, всередині якого співвісно з ним розміщено поздовжньо підмагнічуваний тонкий феритовий стержень. Для підмагнічування фериту на хвилевод, який використовується як каркас, намотана котушка підмагнічування.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з інструкціями по експлуатації вимірювальних приладів, які використовують в роботі.

2. Ознайомитися з експериментальною установкою за функціональною схемою (рис.7).

3. Увімкнути HBЧ генератор, настроїти його на частоту близько 10 ГГц.

4. Розмагнітити феритовий стержень, для чого потрібно подати змінну напругу 6,3 В з блоку живлення 8 на котушку підмагнічування пристрою 7 (перемикач П1 у положенні " ~ ") і за допомогою рео­стату плавно змінювати величину підмагнічувального струму в межах 0...100 мA. Розмагнічування повторити кілька разів.

5. Подати на котушку підмагнічування сталу напругу з блоку живлення 8 (перемикач П1 в положенні " = "). Зняти залежність кута обертання площини поляризації електромагнітної хвилі (Ψ) від зна­чення і напрямку струму підмагнічування. Силу струму підмагнічування змінювати послідовно від 0 до 100 мA, потім від 100 мА до нуля; далі від 0 до -100 мА і від –100 мА до нуля. Напрямок струму змінювати за допомогою перемикача П2 (" + " або ""). Кут обертання площини поляризації відраховують по лімбу секції 9 , яку обертають, стежачи за площиною поляризації, і фіксують при мінімумі сигналу на вимірювальному приладі 10 (що краще) або при його максимумі на приладі 13.

Опрацювання результатів вимірювання

Побудувати в прямокутній системі координат залежність

Звіт має містити функціональну схему вимірювань (рис.7), результати вимірювань у вигляді графіка залежності , висновки, результати виконання домашнього завдання.

Домашнє завдання

Дати визначення ефекту Фарадея і коротко навести приклади його використання в техніці.

Запитання для самоперевірки

1. Які середовища називають ізотропними, анізотропними? Навести приклади середовищ.

2. Навести характеристики фериту. Пояснити фізичні процеси, які проходять під час підмагнічування фериту.

3. Визначити тензор магнітної проникності підмагніченого фериту.

4. Пояснити особливості при поширенні електромагнітної хвилі у поздовжньо і поперечно намагнічених феритах.

5. Пояснити явище поздовжнього і поперечного феромагнітного резонансів і навести приклади їх використання в техніці.

6. Дати визначення ефекту Фарадея і навести приклади його використання в техніці.

Література

І. Микаэлян А.Л. Теория и применение ферритов на СВЧ. - Л., 1963.

2. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. -

М., 1971.

3. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распростра-нение радиоволн. -Μ., 1989.

Лабораторна робота № 4 ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХВИЛЬ НАД ПРОВІДНОЮ ПЛОЩИНОЮ

Мета роботи вивчити властивості хвиль, що утворюються внаслідок суперпозиції падаю­чої і відбитої хвиль над провідною площиною.