Контрольные вопросы

1. Электромагнитное, магнитное поля.

2. Магнитная индукция и напряженность магнитного поля. Магнитный момент.

3. Закон Био-Савара-Лапласа.

4. Действие магнитного поля на движущийся электрический заряд, элемент тока, контур с током.

5. Магнитное поле прямолинейного проводника с током.

6. Магнитное поле кругового тока.

7. Магнитное поле Земли.

8. Принцип работы тангенс-гальванометра.

9. Для чего перед началом измерений нужно установить плоскость витков в направлении магнитной стрелки?

10. Почему при увеличении тока в обмотке тангенс-гальванометра стрелка отклоняется на больший угол?

Рекомендуемая литература:

1. Д.В.Сивухин, «Общий курс физики». Том 3, 1977 г.

2. Т.И.Трофимова, «Курс физики». 1990 г.

3. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф, «Курс физики», 1989 г.

Контрольные задания для СРС:

1. Контур с током в магнитном поле.

2. Магнитный поток, теорема Остроградского-Гаусса.

3. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле.

4. Вихревой характер магнитного поля.

5. Закон полного тока (циркуляция вектора магнитной индукции) для магнитного поля в вакууме и его применение к расчету магнитного поля бесконечного длинного соленоида.

6. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл со скоростью 10⁵ км/с под углом 30º к вектору индукции. С какой силой магнитное поле действует на электрон.

7. Определить напряженность магнитного поля на оси кругового контура с радиусом R = 10см. на высоте h = 10см. По контуру проникает ток I = 10А.

Лабораторная работа № 3.2

«Изучениегистерезиса ферромагнитных материалов».

(2/-/- часа)

Цель работы: изучение магнитного гистерезиса — зависимости магнитной индукции в ферромагнетике от напряжённости внешнего магнитного поля.

Методика исследования и описание экспериментальной установки

Для наблюдения петли гистерезиса используется электронный осциллограф.

Оборудование экспериментальной установки состоит из специальной панели, на которой помещён образец и смонтирована схема, состоящая из обмоток образца, резисторов.

Образец представляет собой тороид круглого сечения, на который намотаны две обмотки: намагничивающая(L₁) иизмерительная (L₂).

Исследуемый образец представляет собой ферромагнитный сплав, основными компонентами которого являются: Ni (72-73%), добавки Сu (14%), Мо, W, V (по 3%), Сr (2%) и остальное — Fe. Это — так называемый, магнитомягкий материал, характеризуемый малым значением коэрцитивной напряженности. Размеры тороида приведены в паспорте установки.

Принципиальная электрическая схема установки показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки.

На ферромагнитный образец тороидальной формы намотаны (по всей длине тороида, вплотную к образцу) две обмотки: первичная L₁(намагничивающая) с числом витков N₁и, вторичная L₂(измерительная) с числом витков N₂. Для наглядности на рисунке эти обмотки показаны раздельно. На обмотку L₁через резистор с известным сопротивлением R₁подается переменное напряжение звуковой частоты U_ГЕНот генератора. Концы вторичной обмотки L₂подсоединены к интегрирующей цепочке (ячейке) R_2C. На вход X осциллографа подается напряжение с резистора R₁, на вход Y — c ёмкости С интегрирующей цепочки.

Осциллографический метод измерений характеристик ферромагнетика основан на наблюдении петли гистерезиса на экране осциллографа. Рассмотрим схему, изображенную на рис. 1. Пусть через обмотку L₁ течет переменный ток. С резистора R₁ на вход Х осциллографа снимается напряжение, пропорциональное этому току. При изменении тока меняется магнитное состояние образца, то есть, его индукция B_обр. Меняется и магнитный поток, пронизывающий образец.

Если площадь поперечного сечения образца S_обр, то изменение магнитного потока

dФ = S_oбp · dВ.

Пусть обмотка L₂ имеет N₂ витков и намотана на образец вплотную, без зазора, то есть площадь её поперечного сечения такая же, как и у образца. Изменение потокосцепления обмотки L₂:

.

На зажимах обмотки L₂ развивается ЭДС индукции:

.