Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с электрической схемой.

2. Включить осциллограф, отрегулировать яркость и фокусировку светового пятна регуляторами, расположенными под экраном осциллографа. Ручками смещения по осям ОХ (на рис. 6 ручка 3) и ОУ (на рис. 6 ручка 1) выставить пятно в центр экрана. Переключатель 5 установить в положение 1 В/дел (это значение соответствует коэффициенту b в соответствующих формулах расчета), а ручку 6 плавной регулировки, находящейся на переключателе 5, повернуть по часовой стрелки до упора.

3. Включить генератор в сеть. Регулятором частоты на генераторе (расположенном в центре лимба с круговой шкалой, обозначенной “Hz”) и множителем частоты (расположенном слева от лимба регулятора частоты) установить частоту 30 Гц. Регулятором амплитуды выходного сигнала на генераторе (расположен справа от лимба регулятора частоты) подать сигнал в электрическую схему и получить на экране осциллографа петлю гистерезиса (рис. 6). Добиться получения максимально возможной, но не выходящей за пределы экрана, гистерезисной кривой (при этом координата вершины петли x_max = 5 делений). Кнопки 2 и 4 должны быть нажаты. Убедиться, что петля гистерезиса расположена симметрично относительно начала координат, при необходимости с помощью ручек 1 и 3 провести дополнительную центровку.

4. Произвести отсчёт координат точек и гистерезисной петли и записать их в подготовленную форму (табл. 1): Для этой кривой снять также координаты точек, соответствующих H_к (у^’ = 0, x’) , и B_ост (x^’ = 0, y^’). Измерения производить, уменьшая напряжение на выходе генератора, поворачивая против часовой стрелки ручку регулятора выхода так, чтобы координата x менялась через половину большого деления (» 5 мм). В процессе измерения по указанию преподавателя можно изменять масштаб по оси y (коэффициент b): при малых Н (x = 0 – 1 деление) можно использовать например, b = 0,2В/дел (регулировка осуществляется переключателем 5). Рекомендуемый масштаб для коэффициента b = 1 В/дел.

Таблица 1. Измерение параметров гистерезисной петли.

x_макс , дел	H_макс, A/м	y_макс, дел	b, В/дел	В_макс, Тл	, дел	H_к, А/м	, дел	В_ост, Тл	µ	Dµ

4,5
…

*Записать погрешности всех прямых измерений.

5. Исследовать зависимость магнитной проницаемости от частоты. Для этого при x_макс = 3 деления зафиксировать значение y_максна разных частотах в соответствии таблицей 2.

Таблица 2. Измерение параметров гистерезисной петли.

f , Гц	x_макс, дел	H_макс, A/м	b, В/дел	y_макс, дел	В_макс, Тл	µ	Dµ

*Записать погрешности всех прямых измерений.

6. Выключить генератор и осциллограф.

Обработка результатов измерений

1. По формулам (6) и (7) найти максимальные напряженность и индукцию магнитного поля в ферромагнетике, а также значения коэрцитивной силы и остаточной индукции. Значения величин, входящих в эти соотношения, берутся из таблицы 1 (при этом x и y имеют размерность в делениях, т.к. масштабные коэффициенты h и b заданы в В/дел). Значения постоянных величин приведены в Приложении. Вычисленные значения Н и В вносятся в таблицу 1. В эту же форму записывают расчётные значения магнитной проницаемости материала , где Гн/м.

2. По формулам:

рассчитать погрешности косвенно измеренных величин Н, В и . Погрешности и параметры отдельных элементов схемы указаны в Приложении.

3. Построить графики зависимостей , и .

Содержание отчёта

Отчёт оформляется в печатном виде на листах формата А4 в соответствии с требованиями, предъявляемыми кафедрой ОТФ, в котором помимо стандартного титульного листа должны быть раскрыты следующие пункты:

I. Цель работы.

II. Краткое теоретическое содержание:

1. Явление, изучаемое в работе.

2. Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин.

3. Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчётные формулы.

4. Пояснения к физическим величинам.

III. Электрическая схема.

IV. Расчётные формулы.

V. Формулы погрешностей косвенных измерений.

VI. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

(Таблицы должны быть пронумерованы и иметь название. Единицы измерения физических величин должны быть указаны в отдельной строке.)

VII. Пример вычисления (для одного опыта):

1. Исходные данные.

2. Вычисления.

3. Окончательный результат.

VIII. Графический материал:

1. Аналитическое выражение функциональной зависимости, которую необходимо построить.

2. На осях координат указать масштаб, физические величины и единицы измерения.

3. На координатной плоскости должны быть нанесены экспериментальные точки.

4. По результатам эксперимента, представленным на координатной плоскости, провести плавную линию, аппроксимирующую функциональную теоретическую зависимость в соответствии с методом наименьших квадратов.

IX. Анализ полученного результата. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Какие вещества называют ферромагнетиками? Что такое доменная структура ферромагнетика.

2. Что такое гистерезис? Как объяснить наличие гистерезиса в ферромагнетиках?

3. Что такое коэрцитивная сила? Что такое остаточная индукция?

4. Что такое основная кривая намагничивания?

5. Как наблюдать гистерезисную петлю на экране осциллографа?

6. Покажите, что напряжение на R₁ пропорционально напряжённости магнитного поля на оси катушки L₁.

7. Покажите, что напряжение на конденсаторе С пропорционально магнитной индукции в ферромагнитном сердечнике катушек L₁ и L₂.

8. Как градуируется осциллограф?

9. Как выглядят графики, зависимостей магнитной проницаемости и магнитной индукции в ферромагнетике от напряжения внешнего магнитного поля?

10. Почему магнитная проницаемость уменьшается с ростом частоты?

библиографический список

учебной литературы

1. Калашников Н.П. Основы физики. М.: Дрофа, 2004. Т. 1

2. Савельев И.В. Курс физики. М.: Наука, 1998. Т. 2.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 2000.

4. Иродов И.Е Электромагнетизм. М.: Бином, 2006.

5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1998.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: