- •Введение
- •№ 1. Измерение активного сопротивления методом амперметра и вольтметра
- •Цель работы
- •Теоретическое введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •3. Описание установки и методики эксперимента
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№5. Изучение термоэлектронной эмиссии
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№6. Изучение работы электронного осциллографа и исследование с его помощью периодических и импульсных процессов
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№7. Изучение электронно-дырочного перехода в полупроводниках
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Практические задания
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№8. Исследование последовательных цепей переменного тока
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Описание установки и методика эксперимента
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№9. Определение удельного заряда электрона
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Простейшие методы расчета схем с нелинейными сопротивлениями
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки и методика эксперимента
- •Методика измерения
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№12. Изучение плазменных (газоразрядных) приборов
- •1. Цель работы
- •2. Краткое теоретическое введение
- •3. Описание экспериментальной установки и методики измерений
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Литература
- •№ 13 Сегнетоэлектрики
- •1. Цель работы
- •2. Краткое теоретическое введение
- •3. Описание экспериментальной установки.
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Литература
Описание установки и методика эксперимента
3.1. Схема экспериментальной установки приведена на рис. 5.
3.2. Исследуемым веществом является железо, из которого изготовлен тороид Т. Первичная обмотка тороида Т питается через сопротивление переменным током .
Величина напряженности магнитного поля внутри полого тороида равна:
,
где – число витков на 1 см (в первичной обмотке).
Тогда напряжение на горизонтально отклоняющихся пластинах пропорционально напряженности магнитного поля Н
. (1)
Во вторичной обмотке тороида Т источником тока является э.д.с. индукции , которая равна:
,
где – поток вектора магнитной индукции через поверхность, охватываемую всеми витками вторичной катушки. Если – площадь, охватываемая одним витком, а – число витков, тогда
, а . (2)
По закону Кирхгофа (для замкнутого контура вторичной цепи)
, (3)
где
. (4)
Здесь – напряжение на конденсаторе, – емкость, – заряд конденсатора, так как , то в формуле (3) первым членов справа можно пренебречь: , учитывая (2) имеем
|
Рис.3. Основная кривая намагничения и семейство петель гистерзиса. |
|
Рис.4. Зависимость магнитной проницаемости от напряженности поля. |
Подставляя значение в выражение (4) получим напряжение, подаваемое на вертикально отклоняющие пластины осциллографа
, (5)
т.е. пропорционально .
В результате на одни пластины подается напряжение пропорциональное , а на другие – пропорциональное : на экране получается петля гистерезиса .
За один период синусоидального изменения тока след электронного луча на экране опишет полную петлю гистерезиса, а за каждый последующий период – в точности ее повторит.
Поэтому на экране будет видна неподвижная петля гистерезиса. Увеличение напряжения с помощью ЛАТРА, приводит к увеличению амплитуды колебаний , на экране будут получаться последовательный ряд различных по своей площади петель гистерезиса. Для построения основной кривой намагничения необходимо снять с осциллографа координаты и вершин петель гистерезиса. Для построения кривой намагничения вычисляют значения и из формулы (1) и (5) переписанных в виде:
.
Величины и можно определить, зная коэффициенты отклонения осциллографа и в направлении осей «х» и «у» при данном усилении. Тогда
,
где и – координаты вершин петель гистерезиса.
Подставляя последнее выражение в формулу и , получим:
, (6)
, (7)
где ; .
3.3. Величина энергии, приходящейся на перемагничение единицы объема образца пропорциональна площади петли гистерезиса и численно равна за один цикл:
Если частота переменного тока , то количество теплоты, выделяемое за одну секунду равно:
(8)
Если петля гистерезиса ограничивает клеток масштаба, то можно переписать
(9)
=1050 витков; = 35 витков; = 17 х 17 мм2. С=200 мкф; =4 см – длина обмотки.