Titlul lucrării: Eliminarea curbei principale de magnetizare
Specializarea: Fizica
Descriere: Lucrare de laborator 530k Demontarea curbei principale de magnetizare Obiectiv: familiarizarea cu metoda balistică de măsurare a inducției câmpului magnetic; îndepărtați curba principală de magnetizare a materialului feromagnetic. Lucrarea se face pe un computer. TEORIE BRIEFICĂ.
Mărime fișier: 63 KB
Lucrarea a fost descărcată: 37 de persoane.
Lab 5-30k
Eliminarea curbei principale de magnetizare
Scopul lucrării. să se familiarizeze cu metoda balistică de măsurare a inducției câmpului magnetic; îndepărtați curba principală de magnetizare a materialului feromagnetic.
Lucrarea se face pe un computer.
In feromagnetic, spre deosebire de materialele diamagnetice și paramagnetice permeabilitatea magnetică nu este constantă, deci magnetic de inducție câmp B într-un mod complicat depinde de intensitatea câmpului H (fig. 1).
Dacă eșantionul nemagnetizat este plasat într-un câmp magnetic și intensitatea H crește treptat, atunci magnetizarea probei înainte de saturație este reprezentată de curba OM. Cu scăderea intensității câmpului, curba inversă a curbei nu coincide cu liniile drepte. Inducția B are valori mai ridicate pentru toate valorile tensiunii decât pentru magnetizare. Întârzierea inducției câmpului de intensitate în timpul demagnetizării se numește histereză magnetică. ci o curbă închisă # 150; histerezis (figura 1).
Curba OM, care arată dependența lui B de H
Fig. 1. Bucla de histereză pentru magnetizarea primară a unui feromagnet-
Materialele ferromagnetice se numesc curba principală de magnetizare,
Nia. Valoarea inducției în OST. pentru H = 0 se numește inducția reziduală. Existența inducției reziduale face posibilă fabricarea de magneți permanenți. Pentru a îndepărta inducția reziduală, este necesar să se schimbe direcția câmpului extern este inversată și aduce tensiunea la o anumită valoare H numit-K forță coercitivă. La punctul H K eșantionul este demagnetizat.
Proprietățile magnetice ale feromagneților se explică prin existența unor domenii în feromagneți # 150; regiuni de magnetizare spontană (spontană). Potrivit teoriei ferromagnetismului, în anumite condiții pot apărea așa-numitele forțe de schimb în cristale. care determină momentele magnetice ale electronilor să se alinieze paralel unul cu celălalt. Regiunile de magnetizare spontană sunt numite domenii. În fiecare domeniu, acesta este magnetizat spontan la saturație și are un anumit moment magnetic. În absența unui câmp extern, momentul magnetic total al feromagnetului este zero. Efectul câmpului magnetic asupra domeniilor în diferite etape ale procesului de magnetizare este diferit, ceea ce duce la histerezis [1].
PROCEDURA EXPERIMENTALĂ
Esența metodei balistice de măsurare a inducției B, propusă de A.G. Stoletov, este după cum urmează.
Măsurarea inducției câmpului magnetic se efectuează într-o probă având forma unui toroid. Toroidul conține două înfășurări: primar (magnetizare) și secundar (măsurare). Un galvanometru balistic este inclus în circuitul de măsurare a lichidării (figura 2).
Fig. 2 Diagrama instalației electrice
Când fluxul magnetic se schimbă prin bobina secundară, în el apare un curent de inducție, valoarea instantanee a acestuia
i = ε i / R = # 150; 1 / R (dΦ / dt),
unde ε i # 150; valoarea inducției EMF instantanee; R # 150; rezistența circuitului de măsurare; F # 150; fluxul magnetic printr-o înfășurare de măsurare egală cu
unde B # 150; inducerea câmpului magnetic în toroid; S # 150; secțiunea transversală a bobinei bobinei de măsurare; N # 150; numărul de rotații ale înfășurării de măsurare.
În timpul dt prin bobina de măsurare și, prin urmare, galvanometrul balistic va trece cantitatea de energie electrică
dq = idt = # 150; d F / R.
Abaterea iepurii de la un galvanometru balistic este proporțională cu cantitatea de energie electrică q care trece prin ea. și prin urmare, în conformitate cu (1) și modificarea fluxului magnetic DF
În această lucrare, fluxul magnetic este modificat prin schimbarea direcției curentului în bobina primară (comutarea curentului). Mai mult, vectorul B inversează și direcția sa. atunci
D = 2B SN = Rq. (2)
B = (Rq) / (2B SN) (3)
Dacă se cunoaște sensibilitatea galvanometrului, atunci măsurarea sarcinii q. putem determina inducția B din (3). De regulă, sensibilitatea unui galvanometru nu este cunoscută. Prin urmare, constanta galvanometrului este determinată prin compararea inducției câmpului studiat în toroid cu inducție într-o altă bobină care nu are un miez. Este un solenoid lung drept și se numește o bobină normală. Ea are propria sa înfășurare scurtă de măsurare inclusă în lanțul galvanometrului balistic.
Presupunând că o bobină normală este un solenoid infinit de lung, avem
unde n este # 150; numărul de rotații pe unitate de lungime a bobinei normale; eu # 150; curent într-o bobină normală.
La comutarea curentului într-o bobină normală, schimbarea fluxului magnetic este
DF = 2B S n N n = 2 m 0 x n n IS n N n.
unde S n și N n # 150; Secțiunea transversală și numărul total de curbe ale bobinei de măsurare a bobinei normale.
Presupunând că abaterea galvanometrului b este proporțională cu modificarea fluxului
unde A # 150; coeficientul de proporționalitate, numit setarea balistică constantă.
A = 2 m 0 x n n IS n N (I / b). (4)
Dacă acum, când lucrăm cu un toroid, galvanometrul oferă o abatere a.
D Ф = А × a = 2 В S n N t.
B = (A x a) / (2 S m N m). (5)
Astfel, pentru a găsi inducția B, trebuie mai întâi să determinăm constanta A și apoi să măsuram deviația iepurii de la galvanometrul a.
Forța de câmp din toroid este calculată din formula
unde eu # 150; curentul în înfășurarea primară (magnetizare) a toroidului; nt # 150; numărul de rotații pe unitatea de lungime a acestei înfășurări.
ORDINEA DE PERFORMANȚĂ
I. DETERMINAREA GALVANOMETRULUI BALISTIC STANDARD
1. În caseta de dialog "Determinarea galvanometrului constant balistic", setați eroarea de măsurare (conform indicațiilor instructorului)
2. Prin trecerea curentului în circuitul primar al bobinei normale (activarea click cheie K), măsurată abaterea iepurașul galvanometru b la cinci valori diferite ale curentului. Datele trebuie introduse în tabelul. 1.
Valori curente recomandate: 0,4; 08; 1.2; 1.5; 2,0 A.
3. Găsiți raportul I / b și calculați galvanometrul balistic O constantă din valoarea medie a acestei valori prin formula (4). Rezultatele calculelor sunt prezentate în Tabelul. 1.
II. DEMONTAREA CURBEI DE MAGNARE
În această parte, se fac și măsurători, ca și în determinarea galvanometrului constant A, doar un toroid este inclus în circuit, și nu o bobină normală.
1. Mergeți la a doua parte a lucrării apăsând butonul de dialog "Mergeți la procedura de eliminare a curbei principale de magnetizare".
Notă. În tranziția spre a doua parte a lucrării, demagnetizarea toroidului este automată.
2. Selectați materialul de bază al toroidului (conform instrucțiunilor instructorului).
3. Prin efectuarea comutării curentului în circuitul primar al toroidului, măsurați deviația iepurii de la galvanometrul a la cinci valori diferite ale intensității curente. Datele trebuie introduse în tabelul. 2.
Valori recomandate ale intensității curente: 0,05 A și 0,1 până la 1 A în pași de 0,1 A și de la 1 la 2 A în trepte de 0,2 A.
Notă. Când se stabilește următoarea valoare a intensității actuale, trebuie să se țină seama de faptul că, după ce a pierdut un punct, nu mai este posibilă revenirea la ea; în nucleu va exista o magnetizare reziduală de la un curent mai mare.
4. Calculați inducția B și intensitatea câmpului magnetic H de la (5) și (6). Rezultatele calculelor sunt prezentate în Tabelul. 2. Construiți o curbă de magnetizare, atrăgând atenția asupra alegerii raționale a scării de-a lungul axelor de coordonate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: