Савельев И. В. Курс общей физики icon

Савельев И. В. Курс общей физики





НазваниеСавельев И. В. Курс общей физики
страница1/4
Дата конвертации05.05.2013
Размер0.51 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4
Министерство транспорта и связи Российской Федерации


Поволжская Государственная Академия

Телекоммуникаций и информатики


Кафедра физики


Одобрена Методическим Советом

ПГАТИ «___»___________2004 г.


Методическая разработка

к лабораторным работам № 18, 25, 28, 11, 21.


Составители: доц. Агапова Н. Н.

доц. Комасова Т. И.

Редактор: проф. Глущенко А. Г.

Рецензент: доц. Шевченко Г. Н.


2004

Лабораторная работа №18

«Исследование магнитных свойств ферритов в динамическом режиме»


Цель работы: теоретически и экспериментально на примере исследования зависимости индукции магнитного поля и магнитной проницаемости ферритов от напряженности намагничивающего поля изучить квантовую природу ферромагнетизма и магнитные свойства ферромагнетиков.


Рекомендуемая литература:

1. Савельев И. В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1978.–т.2-Гл.УП.-с. 153 - 176.

2. Сивухин Д. В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1983.-§74-79.-с. 304 – 331.

3. Спроул Р. Современная физика. – М.: Наука, 1974.-§98.-с. 315 – 327.

4. Бушманов Б. Н., Хромов Ю. А. Физика твердого тела. – М.: Высшая школа, 1971.-№6.-с. 183 – 220.

5. Вонсовский С. В. Магнетизм. – М.: Наука, 1971


Содержание контрольных вопросов.

  1. Какие виды магнетиков существуют?

  2. Что понимают под намагниченностью веществ, магнитной проницаемостью и восприимчивостью? Каков физический смысл этих величин? Каковы соотношения между ними?

  3. Какие вещества относятся к ферромагнетикам? Каковы их свойства?

  4. Какова электронная конфигурация атома железа? Какие принципы лежат в основе заполнения электронных оболочек в атомах?

  5. Каковы причины возникновения спонтанной намагниченности в кристаллах ферромагнитных материалов?

  6. Что понимают под доменами?

  7. Какие вещества называют антиферромагнетиками? Их различия и сходства с ферромагнетиками.

  8. Начертите и проанализируйте кривые намагничивания ферромагнетиков.

  9. Какие материалы называют ферритами? Каковы их свойства и применение?

  10. Начертите и проанализируйте петлю гистерезиса.

  11. Начертите интегрирующую цепь и докажите, что смещение светящейся точки на экране осциллографа по оси «Y» пропорционально индукции магнитного поля.

  12. Начертите схему цепи для снятия B = f(H) и докажите, что смещение светящейся точки на экране осциллографа по оси «X» пропорционально напряженности магнитного поля в первичной обмотке ферритового тороида.

  13. Объясните по схеме сущность построения кривой B = f(H) методом амперметра и вольтметра.

  14. Объясните сущность определения B = f(H) (основной кривой намагничивания) осциллографическим методом.


Задание на подготовку к работе:

  1. При подготовке к выполнению лабораторной работы и к ее защите необходимо изучить теоретический материал по указанной литературе и данную методическую разработку.

  2. Ответить на контрольные вопросы.

  3. Подготовить заготовку отчета по лабораторной работе, включив в нее:

а) цель работы;

б) электрическую схему установки;

в) записать основные соотношения с пояснениями;

г) заготовить таблицу для результатов измерений.


Содержание работы.

В данной работе рассматривается осциллографический метод исследования магнитных свойств ферритов. Этот метод дает возможность вести измерения в переменном поле в области частот, на которые рассчитан данный осциллограф. Он дает возможность изучать не только магнитные характеристики, но и визуально наблюдать влияние внешних условий на магнитные свойства ряда магнетиков (деформация, температура, подмагничивание).

Установка (рисунок 1) состоит из универсального источника питания (УИП-1), автотрансформатора (ЛАТР), миллиамперметра (mA), реостата сопротивления (r0), тороида (Тр) с намагничивающей обмоткой (N1) и измерительной обмоткой (N2), ключа (К) для отключения интегрирующей цепи, состоящей из переменного сопротивления (R) и переменной емкости (C), электронного осциллографа. Клеммы А и B служат для включения лампового вольтметра.

Намагничивающий ток I создает колебания электронного луча в горизонтальном направлении, причем амплитуда этих колебаний пропорциональна амплитуде намагничивающего тока и, следовательно, амплитудному значению напряженности поля в образце.



Рисунок 1.


Для того, чтобы напряжение на вертикальном входе осциллографа было пропорционально индукции в образце, в схему введена интегрирующая цепь. К вертикально отклоняющим пластинам осциллографа подается напряжение UC, равное напряжению на зажимах конденсатора C, включенного в цепь измерительной обмотки N2. Покажем, что напряжение UC пропорционально индукции B в обмотке N2. Применив второй закон Кирхгофа к интегрирующей цепи (рисунок 2), мы получим:


,


где - э.д.с., индуцированная в обмотке N2 в результате изменения тока в обмотке N1;




- э.д.с. самоиндукции, индуцированная в обмотке N2;

- ток в цепи этой обмотки.


,


Рис. 2.


где L – индуктивность обмотки N2


(1)




Если выбрать сопротивление R очень большим по сравнению с суммой , то этой суммой можно пренебречь в равенстве (1) и с достаточной степенью точности записать:


; (2)


При пропускании тока по первичной обмотке образа во вторичной наводится э.д.с., определяемая законом Фарадея для электромагнитной индукции


; ; ,


где S – сечение образца,

B – магнитная индукция в образце.


Подставив полученное значение в формулу (2), получим


,

откуда найдем количество электричества на обкладке конденсатора



и тогда напряжение на зажимах конденсатора



Таким образом, напряжение на вертикально отклоняющих пластинах осциллографа, а вместе с ним и отклонение электронного луча вдоль вертикали, будут пропорциональны индукции в образце.

Благодаря одновременному действию напряжения, пропорционального намагничивающему току, на горизонтально отклоняющие пластины и напряжения UC – на вертикально отклоняющие пластины, электронный луч на экране будет описывать гистерезисный цикл.

С ростом намагничивающего поля вид петель гистерезиса меняется (рисунок 3).

При больших полях будет иметь место явление насыщения (на концах петли гистерезиса будут отчетливо видны безгистерезисные прямолинейные участки). При недостаточных намагничивающих полях петля гистерезиса имеет форму эллипса.


Рис. 3.


Порядок выполнения работы.


  1. Собрать схему в соответствии с рисунком 1. Подбирая сопротивления r0 и R, емкость C, усиление на осциллографе и напряжение на ЛАТРе, получить на экране петлю гистерезиса с резко выраженным насыщением.

  2. Уменьшить выходное напряжение на ЛАТРе до минимального значения. Затем, увеличивая напряжение, проследить динамику изменения петли гистерезиса и сделать по миллиметровой шкале осциллографа отсчеты B и H для каждого вида петли (показания, снимаемые по осям X и Y, нужно соответственно разделить на увеличение, устанавливаемое на осциллографе по X и по Y).

Определив значения B и H для 7 – 9 видов петли, результаты занести в таблицу 1 и построить график зависимости B = f(H).


Таблица 1.

№ п/п

B1

B2



H1

H2























  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Савельев И. В. Курс общей физики iconУтвержда ю
Физическая теория выражает связь между физическими явлениями и величинами в математической форме. Поэтому курс общей физики имеет...

Савельев И. В. Курс общей физики icon«Курс общей физики»
...

Савельев И. В. Курс общей физики iconПрограмма по курсу общей физики для поступающих в аспирантуру Института структурной макрокинетики ан СССР часть I. Механика взаимоотношения физики с химией и другими естественными науками

Савельев И. В. Курс общей физики iconФизика как наука. Место физики в системе наук о природе. Роль отечественных ученых в классической и современной физике. Роль курса общей физики в подготовке ма

Савельев И. В. Курс общей физики icon18. 05. 04 Вопросы по курсу общей физики к разделам

Савельев И. В. Курс общей физики iconФпм вопросы к экзамену по курсу общей физики

Савельев И. В. Курс общей физики iconМетодические указания к лабораторной работе э-11 по курсу общей физики 1993

Савельев И. В. Курс общей физики iconУчебно-методический комплекс дисциплина «физика» Кафедра общей и экспериментальной физики

Савельев И. В. Курс общей физики iconПрограмма курса общей физики для студентов иттф (направление “Теплоэнергетика”) 3 семестр

Савельев И. В. Курс общей физики iconМетодические указания к лабораторной работе э-23 по курсу общей физики 2000
Последовательность выполнения работы 11 Задание Ознакомление с электромагнитом и изучение линий 12


Разместите кнопку на своём сайте:
Учеба


База данных защищена авторским правом ©ucheba 2000-2013
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Рефераты