Порядок проведения лабораторной работы Измерение индуктивностей

1. Включить в сеть измеритель индуктивности Е7-5а (Е12-1). После прогрева прибора (1–2 мин) переключатель «Множитель L» переключить в положение «100», шкалы лимбов установить на «0». Закоротить отдельным проводником клеммы «L_Х». Вращая ручку «начальная установка», добиться нулевых биений:

• для Е7-5а – установление линии на зеленой индикаторной лампе;

• для Е12-1 – колебание стрелки микроамперметра с частотой не более 1 Гц. При этом ручку «Чувствительность индикатора» установить в такое положение, чтобы стрелка индикатора биений не зашкаливала.

2. Подсоединить обмотку образца к клеммам «L_X» измерителя и индуктивности катушки с ферритом при комнатной температуре, вращая ручку, приводящую в движение лимб «отсчет L и С» до появления нулевых биений.

3. Произвести отсчеты L по лимбам и умножить результаты на 100. Полученные числа будут в соответствии с выражением (5.7) величинами индуктивностей (1 мкГн = 1  10^–6 Гн). Произвести необходимые геометрические измерения для расчетов μ_H в соответствии с выражениями (5.3) и (5.4).

Снятие температурных зависимостей

4. Включить в сеть инфракрасную конвекционную печь и установить клавишами ▼ и ОК ускоренный режим работы. При этом образец будет нагреваться со средней скоростью 5 ºС в минуту.

5. Производить замеры индуктивностей через каждые 10º С до температуры 180 ºС. На участке 180–210 °С измерения производить через 5 ºС. При наличии звукового сигнала печи нажать клавишу ОК.

Примечание. Вблизи точки Кюри (180–210 °С) индуктивность изменяется очень быстро, а в точке Кюри и выше начинается резкий спад. Спад длится около одной минуты, за это время необходимо снять как можно большее количество точек.

Содержание отчета

1. Титульный лист.

2. Цель работы и краткая теория (1–2 с.).

3. Исходные данные и данные эксперимента.

4. Графики L = f(t °С) и μ_H (t °С) для исследуемых образцов.

5. Значение точки Кюри для феррита.

6. Расчет температурных коэффициентов магнитной проницаемости ТКμ для интервала температур t₁–t₂ ºC, заданного преподавателем.

7. График зависимости TKμ = f(t °С) для феррита.

Контрольные вопросы

1. Структура и маркировка ферритов. Применение ферритов.

2. Какие материалы относятся к ферритам?

3. Методы измерения магнитной проницаемости.

4. Что такое магнитный материал?

5. Дать определение ферромагнетикам, антиферромагнетикам, ферримагнетикам.

6. Понятие домена, доменной границы.

7. Определения точек Кюри, Нееля.

8. Отличие магнитомягкого материала от магнитотвёрдого.

9. В чем различие между ферро- и ферримагнетиками по свойствам и применению?

10. Объяснить методику измерения индуктивности методом «нулевых биений».

11. Дать сравнительную оценку ферритов и магнитомягких сплавов по параметрам.

Лабораторная работа № 6 исследование термоэлектрического эффекта

Цель работы:

1. Изучение контактных явлений и термоэлектродвижущей силы.

2. Исследование термопар.

Пояснения к работе Контактные явления

При соприкосновении двух разнородных металлов между ними возникает разность потенциалов. Согласно квантовой теории основной причиной появления разности потенциалов на контакте является различная энергия Ферми у сопрягаемых металлов. Так как кинетическая энергия электронов, находящихся на уровне Ферми, в различных металлах различна, то при контактировании материалов возникает переход электронов из области с большим значением энергии в область, где эта энергия меньше, т. е. если энергия Ферми у металла А больше, чем у металла В, то из металла А электроны будут переходить в металл В. Фактически переход электронов из металла А в металл В означает переход электронов в данной системе на более низкие энергетические уровни. В результате этого металл А заряжается положительно, а металл В отрицательно, т. е. между ними возникает разность потенциалов, препятствующая дальнейшему переходу носителей заряда. И когда работа электрона по преодолению сил возникшего электрического поля станет равной разности энергии электронов уровней Ферми, наступит равновесие. Таким образом, внутренняя контактная разность потенциалов определяется разностью энергий Ферми для различных металлов. Так как скорости хаотического движения электронов весьма велики, равновесие установится очень быстро – за время τ = 10^–10 с. Очевидно, что в условиях равновесия уровень Ферми в обоих металлах будет одинаковым. Так как энергия Ферми в металлах имеет значение порядка нескольких электронвольт, то контактная разность потенциалов между двумя металлами может составлять десятые доли вольта. Очевидно, что при конструировании элементов радиоэлектронной аппаратуры эту разность потенциалов необходимо учитывать.