Изучение свойств ферромагнетика с помощью осциллографа, страница 2

 

  Электрическая схема (рис.2) включает в себя: А_тр - источник переменного напряжения (Автотрансформатор) и сопротивление R₁ в цепи намагничивающей катушки L₁; вторичную измерительную катушку L₂;( катушки L₁ и L₂ намотаны на общий ферромагнитный сердечник); сопротивление R₂ и конденсатор С в цепи катушки L₂.

Рис.2

Для получения петли гистерезиса на экране осциллографа необходимо подать на горизонтально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки

Вход Х осциллографа) напряжение U_х, пропорциональное напряженности Н намагничивающего поля, а на вертикально отклоняющие пластины - напряжение U_y, пропорциональное индукции В в исследуемом образце. Тогда за одни период изменения синусоидального тока в катушке L₁ электронный луч на экране опишет полную гистерезисную петлю и в каждый последующий период повторит ее. (Устройство осциллографа описано в работе 13)

При изменении силы переменного тока через L₁ будет изменяться и гистерезисная петля, причём вершины всех петель будут лежать на основной кривой намагничивания (рис.3).

Рис.3

Напряжение U_х снимается с сопротивления R₁, соединённого последовательно с намагничивающей катушкой L₁. Ток в намагничивающей цепи а напряжённость намагничивающего поля , где N₁ и  соответственно число витков и длина катушки L₁. Таким образом,

                 (1)

следовательно, напряженность намагничивающего поля пропорциональна падению напряжения на сопротивлении R₁.

  Напряжение U_у, снимаемое с конденсатора С в цепи катушки L₂ (Вход Y), пропорционально индукции В в образце. Известно, что падение напряжения на конденсаторе:

                   (2)

где q - заряд конденсатора; С ёмкость конденсатора; I₂ - ток через конденсатор.

  Мгновенное значение тока I₂ в цепи L₂ определяется ЭДС индукции , возникающей в L₂, её индуктивностью и омическим сопротивлением, а также сопротивлением R₂ и ёмкостью конденсатора С. Омическое сопротивление катушки ничтожно мало по сравнению с R₂. Реактивные сопротивления катушки L₂ и .конденсатора С также значительно меньше R₂ вследствие малой индуктивности и большой ёмкости конденсатора. Поэтому ток I₂ определяется практически величиной сопротивления R₂:

                                 (3)

  По закону электромагнитной индукции:

,              (4)

где  - потокосцепление; N₂ – число витков катушки L₂; S – сечение образца; Ф – магнитный поток, пронизывающий образец; В – индукция в нём.