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 2U ky l y y 2 2U 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 R1Dcp 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