Изучение свойств ферромагнетика с помощью осциллографа

Санкт-Петербургский государственный горный институт

(технический университет)

Кафедра общей и технической физики

Лабораторная работа №14

Изучение свойств ферромагнетика с помощью осциллографа

Экспериментальная установка для  изучения свойств ферромагнетика.

Санкт-Петербург

2008

Цель работы: Исследование основных характеристик ферромагнетиков: 1. Получение основной кривой намагничивания  и зависимости магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля  ферромагнитного образца путем исследования гистерезисной петли на экране осциллографа. 2. Изучение зависимости магнитной проницаемости от частоты

Общие сведения

Ферромагнетиками называют вещества, обладающие рядом особенностей:

1) сильное намагничивание в магнитном поле;

2) сохранение намагниченного состояния при отсутствии внешнего магнитного поля;

З) нелинейная зависимость магнитной проницаемости  и магнитной индукции  от напряжённости магнитного поля :

,

где - магнитная постоянная;  - магнитная проницаемость среды.

Свойствами ферромагнетиков обладают металлы переходной группы:Fe, Ni, Со. Кроме нелинейной зависимости  для ферромагнетиков характерно также явление гистерезиса - отставание изменения магнитной индукции  (и намагниченности ) в ферромагнетиках от изменения напряженности переменного по величине и направлению внешнего намагничивающего поля. Если размагниченный ферромагнетик поместить во внешнее магнитное поле, напряжённость которого непрерывно увеличивается, то магнитная индукция будет возрастать в нём по кривой ОА (рис.1) называемой основной кривой намагничивания.

Рис.1

Если затем, начиная с некоторой точки А, произвести полный цикл перемагничивания, то есть изменять напряжённость магнитного поля от Н до -Н и от –Н до Н, то значения магнитной индукции В будут изменяться по замкнутой симметричной относительно осей координат В-Н кривой, называемой петлей гистерезиса. Гистерезисная кривая дает информацию о свойствах изучаемого ферромагнетика. Отрезки ОD и ОD', отсекаемые петлей на оси ординат (Н=О), соответствуют остаточной индукции образца. Отрезки ОС и ОС' указывают значение напряженности Н_к внешнего магнитного поля, при котором остаточная индукция спадает до нуля. Напряжённость Н_к называется коэрцитивной силой или коэрцитивным полем. Можно показать, что площадь, охватываемая гистерезисной кривой, пропорциональна энергии перемагничивания ферромагнетика.