Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слеваПредыдущая версия
Следующая версия		Предыдущая версия
lab4:экспериментальная_установка [2019/10/03 08:03] – root_slab4:экспериментальная_установка [2026/09/04 06:04] (текущий) – внешнее изменение 127.0.0.1
Строка 1: Строка 1:
 ===== Экспериментальная установка и методика измерений ===== ===== Экспериментальная установка и методика измерений =====
  
-** Оборудование:** исследуемые образцы, трансформатор, лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), соленоид, реостат, магазин сопротивлений, магазин ёмкостей, переходной модуль, персональный компьютер, генератор низких частот, осциллограф, макетная плата с ферритами.+** Оборудование:** исследуемые образцы, трансформатор, лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), соленоид, /* реостат, магазин сопротивлений, магазин */ сопротивление, ёмкость, /* переходной модуль, */ блок интегрирования сигнала, компьютер, генератор низких частот, USB осциллограф. /* , макетная плата с ферритами. */
  
  
 Для проведения эксперимента по определению свойств магнитоупорядоченных веществ необходимо иметь образец в виде тора с намотанными на него двумя катушками (рис. 1).  Для проведения эксперимента по определению свойств магнитоупорядоченных веществ необходимо иметь образец в виде тора с намотанными на него двумя катушками (рис. 1). 
-{{ :lab4:401.png?300 |}} + 
-Через одну катушку пропускается ток $I$, который создает намагничивающее поле $H$, определяемое уравнением+{{ :lab4:лр4.4-2.jpg?900 |Принципиальная схема}}  
 +/* {{ :lab4:401.png?300 |}} */ 
 +Через одну катушку $L_1$ пропускается ток $I$, который создает намагничивающее поле $H$, определяемое уравнением
 $$ $$
 \oint \limits_{C}Hdl =I \ \ \mbox{ (СИ), }  \oint \limits_{C}Hdl =\frac{4\pi }{c} I, \ \  \mbox{ (СГС).} \oint \limits_{C}Hdl =I \ \ \mbox{ (СИ), }  \oint \limits_{C}Hdl =\frac{4\pi }{c} I, \ \  \mbox{ (СГС).}
 $$ $$
-**Примечание.** В данной работе далее все формулы будут приведены в системе СИ. 
  
-В образце //тороидальной// формы, с радиусом поперечного сечения существенно меньшим радиуса тора (в //замкнутой магнитной цепи//) и с намагничивающей катушкой намотанной равномерно по всей длине, создается достаточно однородное магнитное поле: + 
-$$H=\frac{N_{1} }{2\pi r} I_{1}\,,+Допустим у нас магнитное поле создаётся тороидальной катушкой и имеются образцы //тороидальной// формы, с радиусом поперечного сечения существенно меньшим радиуса тора (в //замкнутой магнитной цепи//).  Намагничивающая катушка намотана равномерно по всей длине и создается достаточно однородное магнитное поле: 
 +$$H=\frac{N_{1} }{2\pi r} I_{1} \ \ \mbox{ (СИ),}
 $$ $$
 где $N_{1}$ --- суммарное число витков намагничивающей катушки,  где $N_{1}$ --- суммарное число витков намагничивающей катушки, 
Строка 26: Строка 28:
 $$ $$
  
-Измерив индуктивное напряжение в другой катушке, можно определить поле $\vec B$ внутри образца. Найдем связь наведенной во второй катушке ЭДС $\varepsilon $ с магнитным полем $\vec В.$ Согласно **закону индукции Фарадея**, наведенная в катушке ЭДС +Измерив индуктивное напряжение в другой катушке, можно определить поле $\vec B$ внутри образца. Найдем связь наведенной во второй катушке ЭДС --- ${\cal E}$ с магнитным полем $\vec В.$ Согласно **закону индукции Фарадея**, наведенная в катушке ЭДС 
 $$ $$
 {\cal E}=-N_{2} \left(\frac{d\Phi }{dt} \right), {\cal E}=-N_{2} \left(\frac{d\Phi }{dt} \right),
Строка 34: Строка 36:
 {\cal E} =-N_{2} S\left(\frac{dB}{dt} \right),      {\cal E} =-N_{2} S\left(\frac{dB}{dt} \right),     
 $$ $$
-здесь $N_{2}$ --- число витков вторичной катушки. Для перехода к величине $|\vec B|$ необходимо это уравнение  проинтегрировать, для чего в эксперименте используется интегрирующая $RC$ цепь (см. рис. 1).+здесь $N_{2}$ --- число витков вторичной катушки. Для перехода к величине $|\vec B|$ необходимо это уравнение  проинтегрировать, для чего в эксперименте используется **интегрирующая $RC$ цепь**.
  
 Уравнение Кирхгофа для такой цепи имеет вид: Уравнение Кирхгофа для такой цепи имеет вид:
Строка 55: Строка 57:
  
 Мы рассмотрели случай, в котором катушки намотаны непосредственно на образец, т.е. диаметры образца и катушек примерно одинаковы. При проведении эксперимента по определению магнитных свойств веществ достаточно часто используются образцы цилиндрической формы, для намагничивания которых применяются соленоиды: Мы рассмотрели случай, в котором катушки намотаны непосредственно на образец, т.е. диаметры образца и катушек примерно одинаковы. При проведении эксперимента по определению магнитных свойств веществ достаточно часто используются образцы цилиндрической формы, для намагничивания которых применяются соленоиды:
-/*{{ :lab4:402.png?500 |}}*/ +/*{{ :lab4:402.png?500 |}} 
-{{ :lab4:лр4.4-1.jpg?direct |}} +{{ :lab4:лр4.4-1.jpg?direct |}}*/ 
-или схематично: +{{ :lab4:лр_4.4_схема_коммутации_приборов.jpg?900 |Схема коммутации приборов}} 
-{{ :lab4:лр4.4-2.jpg?direct |}} + 
  
 Магнитное поле длинного соленоида, у которого длина $l$ много больше диаметра  $d,$ определяется по формуле: Магнитное поле длинного соленоида, у которого длина $l$ много больше диаметра  $d,$ определяется по формуле:
 $$ $$
-H=\frac{N_1 I_1}{l} .     +H=\frac{N_1 I_1}{l} \ \ \mbox{ (СИ).}
 $$ $$
  
Строка 68: Строка 71:
   - Во--первых, применимость последней формулы, т.е. можно ли используемый нами соленоид считать длинным?    - Во--первых, применимость последней формулы, т.е. можно ли используемый нами соленоид считать длинным? 
   - Во--вторых, диаметры витков соленоида и образца могут значительно отличаться и соответственно какое из них надо учитывать при расчете? Ответы на эти вопросы найдите самостоятельно.   - Во--вторых, диаметры витков соленоида и образца могут значительно отличаться и соответственно какое из них надо учитывать при расчете? Ответы на эти вопросы найдите самостоятельно.
-  - Кроме того, в образцах с //разомкнутой// магнитной цепью имеется воздушный зазор, который, как правило, обладает большим [[магнитное сопротивление|магнитным сопротивлением]] по сравнению с остальной частью цепи. Наличие зазора может существенно изменить ход кривой намагничивания, значение магнитной восприимчивости и другие свойства. +  - Кроме того, в образцах с //разомкнутой// магнитной цепью имеется воздушный зазор, который, как правило, обладает большим //магнитным сопротивлением// по сравнению с остальной частью цепи. Наличие зазора может существенно изменить ход кривой намагничивания, значение магнитной восприимчивости и другие свойства. 
  
 В теле с //воздушным зазором// при его намагничивании возникают магнитные полюсы, которые создают размагничивающее поле $\vec H_{0},$ направленное противоположно внешнему полю $\vec H,$ и поэтому ослабляет его. Истинное поле $\vec H_{i} $ внутри образца равно: $\vec H_{i} =\vec H-\vec H_{0}.$ В теле с //воздушным зазором// при его намагничивании возникают магнитные полюсы, которые создают размагничивающее поле $\vec H_{0},$ направленное противоположно внешнему полю $\vec H,$ и поэтому ослабляет его. Истинное поле $\vec H_{i} $ внутри образца равно: $\vec H_{i} =\vec H-\vec H_{0}.$