Исследования магнитных полей в веществе

Цель работы: получение зависимостей индукции магнитного поля, намагниченности и магнитной проницаемости ферромагнетика от напряженности магнитного поля; наблюдение петли гистерезиса для различных ферромагнетиков; изучение магнитных цепей.

Практическая ценность работы: экспериментально изучаются важнейшие свойства ферромагнетиков наличных марок: НМ 3000, НМ 600, ППГ (прямоугольная петля гистерезиса).

Теоретическая часть.

Опыт 1. Снятие основной кривой намагничивания (ОКН) ферромагнетика.

Схема экспериментальной установки.

Собрали цепь по схеме, показанной на РИС. 1. Для этого вольтметры V1 и V2 подключили к клеммам A-B и С-D — на верхней крышке макета соответственно. Переключатель К поставили в позицию 1. При этом исследовали трансформатор, кольцевой сердечник которого выполнен из ферита марки НМ 600, сопротивление R0=1 Ом. Таким образом, показания вольтметров численно равны: V1 — эффективному значению тока, текущего в текущей обмотке исследуемого трансформатора; V2 — эффективному значению ЭДС во вторичной обмотке. С помощью движка потенциометра R установили ток равный 0,5 А и плавно уменьшили его до нуля. Сняли показания вольтметров V1 и V2.

Данные для расчетов:

Используемые формулы:

Таблица № 1. Результаты расчетов.

№ U1, В ?2, В Im, А? m, В Hm, А/м Вm?102,Тл Jm?10−3,А/м ??102.

1 0,04 0,01 0,06 0,02 3,75 0,1 0,78 2,1.

2 0,10 0,18 0,14 0,25 8,75 1,6 12,77 14,6.

3 0,14 0,34 0,20 0,48 12,50 3,1 24,61 19,7.

4 0,21 0,73 0,30 1,03 18,75 6,6 52,50 28,0.

5 0,29 1,13 0,41 1,60 25,63 10,2 81,25 31,7.

6 0,36 1,42 0,51 2,01 31,88 12,8 102,02 32,0.

7 0,40 1,57 0,57 2,22 35,63 14,1 112,23 31,5.

8 0,48 1,79 0,68 2,53 42,50 16,1 127,93 30,1.

9 0,54 1,91 0,76 2,70 47,50 17,2 136,80 28,8.

10 0,59 1,99 0,83 2,81 51,86 17,9 142,62 27,5.

11 0,65 2,10 0,92 2,97 57,50 18,9 150,08 26,1.

12 0,70 2,14 0,99 3,03 61,88 19,3 153,46 24,8.

13 0,76 2,22 1,07 3,14 66,88 20,0 159,17 23,8.

14 0,84 2,29 1,19 3,24 74,38 20,6 164,38 22,1.

15 0,90 2,33 1,27 3,30 79,38 21,0 167,49 21,1.

16 0,95 2,36 1,34 3,34 83,75 21,3 169,18 20,2.

17 1,00 2,40 1,41 3,39 88,13 21,6 171,85 19,5.

Опыт 2. Наблюдение петли гистерезиса.

Для изготовления постоянного магнита лучше использовать ППГ, так как его коэрцитивная сила больше, чем у НМ-3000, а поэтому его сложней размагнитить.

Для изготовления сердечника силового трансформатора лучше взять ферромагнетик с меньшей коэрцитивной силой, чтобы снизить затраты на его перемагничивание.

Опыт 3. Исследование сердечника с зазором.

Графики.

График зависимости В=В (Н) График зависимости ?=?(Н).

График зависимости J=J (H).

Вывод: на этой работе мы получили зависимости индукции магнитного поля, намагниченности и магнитной проницаемости ферромагнетика от напряженности магнитного поля; наблюдали за петлей гистерезиса для различных ферромагнетиков; изучили магнитные цепи.

НГТУ.