Отчет по лабораторной работе 9 по физике

• Название: Отчет по лабораторной работе 9 по физике
• Дата: 13.02.2023
• Размер: 143.81 Kb.
• Имя файла: Otchet_lr_9_elektrichesvto.docx
• Тип: Отчет; #934905

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский Горный Университет»
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №9
ПО ФИЗИКЕ
НАЗВАНИЕ РАБОТЫ: Изучение свойств ферромагнетика с помощью

осциллографа

Автор: студент группы

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

ПРОВЕРИЛ: доцент Прошкин С.С.

(должность) (подпись) (Ф.И.О)


Санкт-Петербург

2020

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
Краткое теоретическое содержание:

Явление, изучаемое в работе:

Гистерезис- отставание изменения магнитной индукции (и намагниченности ) в ферромагнетиках от изменения напряженности переменного по величине и направлению внешнего намагничивающего поля.
Определение основных понятий, объектов, процессов и величин:

Осциллограф- прибор, предназначенный для исследования электрических сигналов во временной области путем визуального наблюдения графика сигнала на экране либо записанного на фото ленте. Также используется для измерения амплитудных и временных параметров сигнала по форме графика.
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 :

,

- напряженность магнитного поля

- магнитная постоянная;

- магнитная проницаемость среды.

Магнитное поле - это особый вид материи, существующий независимо от нас, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Магнитная проницаемость - физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией B и магнитным полем H в веществе.

Магнитная индукция - векторная величина, показывающая, с какой силой магнитное поле действует на движущийся заряд.

Остаточная магнитная индукция - магнитная индукция ферромагнитного вещества при напряженности магнитного поля, равной нулю, в условиях циклического перемагничивания. Остаточная магнитная индукция определяется точкой пересечения петли гистерезиса с осью магнитной индукции ферромагнетика.

Напряжённость магнитного поля - векторная величина, равная разности вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности J.

Коэрцитивная сила - есть такое размагничивающее внешнее магнитное поле напряженностью , которое необходимо приложить к ферромагнетику, предварительно намагниченному до насыщения, чтобы довести до нуля его намагниченность или индукцию .

Напряжение (разность потенциалов) между точками A и B — отношение работы электрического поля при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B к величине пробного заряда.

Электромагнитная индукция - возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике, находящемся в изменяющемся магнитном поле или благодаря движению проводника относительно неподвижного магнитного поля.

Частота – физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов, совершенных за единицу времени.
Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы:
Нелинейная зависимость магнитной проницаемости и магнитной индукции от напряжённости магнитного поля :

,

- магнитная индукция, [ ]=Тл

- напряженность магнитного поля, [ ]=В/м

- магнитная постоянная; [ ]=Гн/м

- магнитная проницаемость среды,

Закон Ома для участка цепи:



- сопротивление, [ ]=Ом

- ЭДС, [ ]=В

- сила тока, [ ]=A

r – внешнее сопротивление, [r]=Ом

Закон электромагнитной индукции:



- электродвижущая сила, [ ]=В

- магнитный поток, [ ]=

- число витков

t– время, [t]=c
Падение напряжения на конденсаторе:



С - ёмкость конденсатора; [C]=Ф

I₂ - ток через конденсатор, [I₂]=A

1. 
   Электрическая схема:
   

2. 
   Расчетные формулы:
   

Напряженность магнитного поля:



- напряженность магнитного поля, [ ]=В/м

- число витков

h - цена деления по оси ОХ

- сопротивление, [ ]=Ом

- максимальное значение по оси OX

- длина проводника, [ ]=м

Индукция магнитного поля:



- магнитная индукция, [ ]=Тл

- число витков

b - цена деления по оси ОУ

С – электроёмкость конденсатора, [C]=Ф

S – сечение образца, [S]=

- максимальное значение по оси OY

Магнитная проницаемость материала



- магнитная индукция, [ ]=Тл

- напряженность магнитного поля, [ ]=В/м

- магнитная постоянная; [ ]=Гн/м

- магнитная проницаемость среды,

3. 
   Формулы погрешностей косвенных измерений:
   

Погрешность косвенных измерений напряженности:




Таблица 1. Измерение параметров гистерезисной петли

	B, B/дел	H, В/дел	x', дел	y', дел	Hmax, A/м	Bmax, Тл	Hк, А/м	Вост, Тл	µ
1	1	5	4,1	2,3	1488	0,54	624	0,28	290
2	0,1	0,5	5	1,2	1339	0,48	595	0,25	285
3	1	10	2,2	1,5	1190	0,44	550	0,24	294
4	0,1	1	3,4	2,5	1041	0,43	515	0,22	331
5	0,5	2	2,9	1	893	0,38	476	0,2	338
6	0,5	10	0,9	1,1	744	0,32	416	0,18	342
7	1	2	2,4	0,6	595	0,25	357	0,15	334
8	1	5	2,2	0,7	446	0,2	282	0,11	362
9	1	5	2,5	0,8	297	0,09	149	0,09	241
10	1	5	2,8	0,85	148	0,02	74	0,01	108

Примеры вычисления:

Исходные данные:

N1 = 50
N2 = 1200
R1 = 84 Ом
R2 = 390 кОм
l1 = 10 мм
C2 = 0,25 мкФ
S = (15·20) мм2
h = 5 В/дел
ΔR1/ R1 = ΔR2/ R2 = ΔC2/ C2 = 0,1











Вывод:

В ходе работы была получена петля Гистерезиса. Были выявлены следующие зависимости:

-зависимость между индукцией и напряженностью магнитного поля (с увеличением напряженности увеличивается значение индукции),

-магнитной проницаемости материала и напряженностью магнитного поля (с увеличением намагниченности магнитная проницаемость уменьшается по гиперболе)

-магнитной проницаемостью и частотой (при увеличении частоты проницаемость уменьшается).