Экспериментальное получение зависимости индукции магнитного поля в ферромагнитном материале от напряженности намагничивающего поля (Лабораторная работа № 27), страница 3

Для определения плотности энергии перемагничивания ферро­магнетика необходимо определить площадь петли гистерезиса S_XY в координатах X и Y. Тогда из уравнения (7):

w = S_HB = z*S_XY   (11)

где z – коэффициент пропорциональности, определяемый по формуле:

z = H_AB_A/X_AY_A   (12)

где Н_A и B_A – напряженность и магнитная индукция в точке А петли гистерезиса (рис.4),

X_A, Y_A – координаты точки А в делениях шкалы экрана.

С учетом (10) уравнение (12) можно представить в виде:

z  = K_XK_YC_XC_Y   (13)

Энергия, необходимая для перемагничиваиил единицы объема ферромагнетика в течение одной секунды, равна:

W = nw   (14)

По семейству касательных на основной кривой намагничивания можно определить промежуточные значения магнитной проницаемости (рис.6):

m = ΔB/m₀ΔH   (15)

где ΔВ – приращение магнитной индукции в веществе при изменении напряженности намагничивающего поля на ΔH.

	Рис.6.

 

Порядок выполнения работы.

1. Подключить сигнал U_H от модуля на вход “X” осциллографа (гнездо “Синхр. 1:1”), что соответствует значению коэффициента C_X = 1.
2. Подключить сигнал U_B от модуля на вход Y осциллографа.
3. Подключить источник питание к модулю с помощью разъема на задней стойке модуля.
4. Включить:

- общий выключатель установки;

- источник питания – справа на стойке установки;

- осциллограф;

- питание модуля (тумблер К на лицевой панели).

5. Когда на экране появится изображение, выполнить операции:

-  ручками "Фокус", "Яркость", "Уровень синхронизации" получить устойчивое изображение, достаточной яркости и четкости.

-  ручками перемещения по горизонтали и вертикали установить изображение симметрично относительно центра экрана.

6. Установить ручкой потенциометра R максимальный размер петли гистерезиса, что соответствует насыщению намагниченности ферромагнетика.
7. Ручкой усиления по вертикали осциллографа установить высоту изображения петли гистерезиса в пределах экрана. Определить по шкале "Вольт/дел." величину коэффициента усиления С_Y и записать в табл. 1. Положение ручки усиление до конца работы не менять.
8. Скопировать изображение на экране на миллиметровую бумагу.
9. Произвести отсчет координат вершин A_i(X_iY_i) семейства петель гистерезиса (рис.7), поворачивая ручку R на модуле. Получить таким образом 8 – 10 петель гистерезиса, уменьшающихся до точ­ки, и записать координаты их вершин X_iи Y_i в табл. 2.
10. Выключить все приборы.

	Рис.7.

 

Таблица 1. Параметры установки и результаты однократных измерений.

CX, В/дел.	CY, В/дел.	KX, А/м*В	KY, А/м*В	n, 1/с	SXY, дел.	w, Дж/м3	W, Дж/м3*с
1	0,02	25	20	50	3,36	33,6	1680

Таблица 2. Результаты измерений и вычислений для построения кривой намагничивания.

Xi, дел.	Hi, А/м	Yi, дел.	Bi, Тл	m
0,5	12,5	0,5	0,2	15916
1	25	1	0,4	15303
1,5	37,5	1,4	0,56	14920
2	50	2,1	0,84	9182
2,5	62,5	2,5	1	5488
3	75	2,9	1,16	4437
3,5	87,5	3,2	1,28	3386
4	100	3,3	1,32	2335
4,5	112,5	3,4	1,36	1652
5	125	3,5	1,4	1284