Лаб.46 ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ГИСТЕРЕЗИСА С

1
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 46
ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ГИСТЕРЕЗИСА С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФА
Выполнил студент гр. ___________
Ф.И.О ______________________
Проверил
дата _______________________
Цель работы: получить петлю гистерезиса для ферромагнетика и определить его параметры.
Порядок выполнения работы
Получение на экране осциллографа петли гистерезиса.
1. Включите установку в сеть с напряжением "220
В". Поставьте тумблер S, расположенный на панели, в положение "Выкл.". Регулируя ручками "Яркость", "Фокус",
"Смещение х" и "Смещение у", добейтесь изображения точки в центре экрана осциллографа.
2. Поставьте ручку S1 переключателя на панели в положение "Петля", тумблер S - в положение "Вкл.". При этом
подключается к источнику питания схема, показанная на
рис.1.
Рис.1. Схема установки
3.
Изменяя
напряжение ручкой R, получите на экране осциллографа изображение петли гистерезиса размером в 2/3
экрана.
4. Скопируйте с экрана осциллографа петлю гистерезиса на область отведенную для графика.
5. Определите площадь петли гистерезиса S'' как
сумму клеток единичной площади и координаты nx и ny
точек, в которых петля пересекает координатные
оси x и y.
После получения петли гистерезиса на экране
осциллографа ручки "Усиление х" и "Усиление у" при
дальнейшем выполнении работы должны остаться в
неизменном положении.
Калибровка осциллографа.
6. Ручку R на панели поверните в крайнее левое положение. Переключатель S1 поставьте в положение х, при этом к
источнику питания подключается схема, показанная на рис.2.
7. Изменяя напряжение ручкой R от 0 до максимального
значения на вольтметре, снимите зависимость длины горизонтальной линии на экране осцил-лографа от напряжения, подаваемого на х, lx =f(Ux).
Рис.2. Cхема калибровки
8. Поставьте переключатель S1 на панели в положение
"y". Снимите зависимость длины вертикальной линии на
экране осциллографа от напряжения Uy, ly=f(Uy). Результаты измерений запишите в табл.1.
Таблица 1
Ux, B lx, м
Uy, B
Ly, м
S'=
R2=
C=
N2 =
N1 =
R1=
Dcp=
v=
2
9. Постройте графики зависимостей lx =f(Ux) и ly =f(Uy).
10. Из графиков найдите чувствительности входов осциллографа kx и ky по формулам k x 
2 2U
ky 
l y
y
2 2U
l x
x и
. Цена деления вольтметра при подключе-
нии напряжений Ux и Uy указана на панели.
11. Определите остаточную индукцию ферромагнитного сердечника по формуле Bocm  k y
R2C
ny , где
N2S '
ny – координата точки, в которой петля гистерезиса пересекает ось y; S'- площадь тороида, охватываемая одним витком.
12. Определите коэрцитивную силу ферромагнитного сердечника по формуле H k  k x
N1
nx , где
R1Dcp
nx – координата точки, в которой петля гистерезиса пересекает ось x.
13.Определите энергию перемагничивания, приходящуюся на единицу объема ферромагнетика за один
цикл перемагничивания. Она пропорциональна площади
петли гистерезиса:   B1 H1 S" , где B1 и H1 – значения
индукции и напряженности при nx и ny, равных 1; S''площадь петли гистерезиса, т.е.   k x k y
R2CN1S "
.
R1 N 2 S ' Dcp
14. Определите потери энергии на перемагничивание за одну секунду по формуле
d
 v , где v =50 Гц - частота переменного тока, подаваемого на намагничивающую обdt
мотку.
nx,
м
15. Полученные результаты занести в табл.2. Таблица 2
ny,
S",
kx,
ky,
Bocm, Hk,
,
d / dt ,
2
м
м
В/м
В/м
Тл
А/м
Дж
Дж
3
м
м 3с
Контрольные вопросы
1.В чем заключается явление магнитного гистерезиса?
2.Каков механизм намагничивания ферромагнетиков?
3.Каков механизм гистерезиса?
4.Каким процессам в ферромагнетике соответствуют участки I, II, III
на рис.
5.Что такое коэрцетивная сила и остаточная намагниченность?
6.Почему напряжения подаваемые на входы x и y осциллографа, пропорциональны Н и В?
Рассмотренные вопросы можно найти в рекомендованной литературе
1.Савельев И.В. Курс общей физики. т.2. М:Наука, 1982. с.176-180, 197-198