V. Содержание отчета

Отчет по работе составляется в произвольной форме и должен содержать:

1. Краткое описание работы.

2. Схему опыта. Описание тангенс-буссоли.

3. Результаты измерений.

4. Расчеты.

5. Среднее значение напряженности Н_{З СР}.

6. Абсолютную и относительную погрешности измерений.

7. Выводы, в которых должны быть даны значения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли с учетом ошибки.

VI. Контрольные вопросы

1. Что называется вектором магнитной индукции? В каких единицах измеряется магнитная индукция?

2. Каким образом связаны между собой напряженность магнитного поля и магнитная индукция? В каких единицах измеряется напряженность магнитного поля?

3. Запишите закон Био-Савара-Лапласа.

4. Выведите формулу напряженности магнитного поля в центре кругового витка.

5. Что называется силовой линией магнитного поля? Начертите картинку силовых линий магнитного поля земли.

6. Назовите причины существования магнитного поля земли.

7. Выведите расчетную формулу горизонтальной составляющей магнитного поля земли.

8. Почему магнитное поле называется вихревым?

9. Какие величины входят в элементы земного магнетизма? Что они означают?

10. Ток 20А, протекая по кольцу из медной проволоки сечением 1мм², создает в центре кольца напряженность магнитного поля 178 А/м. Какая разность потенциалов приложена к кольцу?

11. Найдите напряженность магнитного поля на оси кругового витка на расстоянии 3 см от его плоскости. Радиус контура 4 см, ток – 2 А.

12. Два круговых витка расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, что центры их витков совпадают. Радиус каждого витка 2 см, токи в витках 5 А. Найдите напряженность магнитного поля в центре этих витков.

13. Два круговых витка радиусами 4 см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии 5 см дуг от друга. По виткам текут токи в одном направлении силой 4 А. Найдите напряженность магнитного поля в центре одного из витков.

14. Два круговых витка радиусами 5 см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии 5 см дуг от друга. По виткам текут токи в противоположных направлениях силой 5 А. Найдите напряженность магнитного поля в центре одного из витков.

2.8. Снятие кривой намагничивания ферромагнетика

Цель работы: Опытным путем определить зависимость индукции и магнитной проницае­мости ферромагнетика μ от напряженности магнитного поля Н при помощи милливеберометра.

I. Теоретическое введение

Магнитная индукция – векторная величина, модуль которой равен максимальному значению силы Ампе­ра, действующей на прямой провод­ник с током длиной 1 м, по которому течет ток 1 А.

(1)

За единицу магнитной индукции приня­та тесла (сокращенно: Тл),

Если в некоторой области пространст­ва вектор индукции магнитного поля имеет одинаковое значение по мо­дулю и одинаковое направление во всех точках поля, то магнитное поле в этом пространстве называется однородным.

Кроме магнитной индукции магнитное поле описывается величиной, называемой напряженностью магнитного поля. Она связана с вектором магнитной индукции формулой:

, (2)

где μ = 1 + χ (3)

µ₀ = 4π·10^-7 Гн/м – магнитная постоянная.

аχ – магнитная восприимчивость.

Для ферромагнетиков μ >> 1 , χ >> 0.

- единица измерения напряженности магнитного поля.

Элементарным магнитным потоком dФ через малую пло­щадку dS называется величина, равная произведению мо­дуля вектора индукции на площадь и косинус угла между вектором ин­дукции и нормалью к площадке:

dФ = ВdSсоsα. (4)

В однородном магнитном поле маг­нитный поток через плоскую площад­ку равен:

Ф = ВSсоs α. (5)

В произвольном магнитном поле полный поток определяется по формуле:

(6)

За единицу магнитного потока в СИ принят вебер (сокращен­но: Вб).

1 Вб = 1 Тл·1 м² .

В магнитных полях линии индук­ции всегда замкнуты и образуют вихревое поле. В результате замкнутая поверхность, помещенная в магнитное поле, пронизывается ли­ниями магнитной индукции так, что любая линия, входящая в эту по­верхность, выходит из нее. Следова­тельно, полный магнитный поток че­рез произвольную замкнутую поверх­ность равен нулю.

. (7)

Данное утверждение носит название теоремы Гаусса.

Полученный ре­зультат является следствием того факта, что в природе нет магнит­ных зарядов, и магнитные поля об­разуются только электрическими токами.

У ферромагнетиков значения маг­нитной проницаемости достигают не­скольких десятков, сотен и даже ты­сяч единиц. Магнитная проницае­мость ферромагнетиков не является постоянной величиной, она зависит от напряженности внешнего магнитного поля Н. Кроме того, процесс намагничи­вания ферромагнетиков зависит от предыдущей истории намагничивания вещества. Это явление называ­ется гистерезисом.

Температу­ра, выше которой вещество теряет ферромагнитные свойства и стано­вится парамагнетиком, называется температурой, (или точкой) Кюри.

Характерной особенностью ферромагнетиков является сложная зависимость между индукцией и напряженностью. Поэтому магнитная проницаемость ферромагнетиков определяется только экспериментально.