4

176 Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

22.2. Opis układu pomiarowego

Układ pomiarowy jest zbudowany w oparciu o schemat ideowy pokazany na rysunku 22.2. W układzie tym znajdują się: dwa ferromagnetyki z uzwojeniami pierwotnymi i wtórnymi, oscyloskop, woltomierz V mierzący wartość skuteczną napięcia wtórnego i amperomierz A mierzący wartość skuteczną prądu magnesującego. Wartość napięcia w uzwojeniu pierwotnym regulowana jest przy pomocy autotransformatora.

Parametry próbek badanych ferromagnetyków są następujące:

	ferryt	pcrmaloj
nk.	800	210
N,	800	210
rlcm)	1,5	25
Slcm^1)	4,5	05

22.3. Przeprowadzenie pomiarów

1.    Zapoznać się z układem pomiarowym.

2.    Po uzyskaniu zgody prowadzącego ćwiczenie przystąpić do pomiaru pętli histerezy dla pierwszego materiału - ferrytu:

•    ustawić taką wartość napięcia na autotransformatorze, aby osiągnąć wartość indukcji magnetycznej B, dla której funkcyjna zależność B = /(/-/) w punktach A i A" była równoległa do osi x, tzw. pętla graniczna (rys. 22.1)

•    pokrętłami przesuwu obrazu ustawić obraz pętli histerezy na ekranie oscyloskopu w pozycji centralnej

■ zmierzyć za pomocą amperomierza i woltomierza wartości skuteczne natężenia prądu I, i napięcia E_f

•    określić w milimetrach (podziałka na oscyloskopie) wartości H_c i B, oraz położenia punktów A i A" (rys. 22.1)

•    dla pięciu mniejszych wartości napięcia ustawionego na autotransformatorze określić w milimetrach położenia punktów A i A”.

3. Postępowanie według punktu 2 powtórzyć dla drugiej próbki - permaloju.

22.4. Opracowanie wyników pomiarów

1. Wyskalować osie ekranu oscyloskopu. Z pętli granicznej, znając wartości /, i E, w punktach A i A", obliczyć H_m ze wzoru (22.8) oraz B„, ze wzoru (22.15), przyjmując:

- dla próbki w kształcie walca (ferryt)

k =

N_P

2 7f r

- dla próbki w kształcie toroidalnym (permaloj).

2.    Na podstawie kształtu histerezy, wykorzystując obliczone maksymalne wartości natężenia pola magnetycznego H_m i indukcji magnetycznej B_m, obliczyć wartości natężenia koercji H_e i pozostałości magnetyczne) B_r.

3.    Wyznaczyć z pętli histerezy granicznej dla obydwu próbek wartość przenikal-ności magnetycznej względnej w punkcie H_max i B_naj;

(22.16)

4.    Narysować pętle histerezy dla obu badanych materiałów ferrytu i permaloju na jednym wykresie we wspólnej skali.

5.    Wyciągnąć wnioski dotyczące właściwości magnetycznych badanych próbek.

22.5. Pytania kontrolne

1.    Dokonać kwalifikacji ciał stałych ze względu na ich właściwości magnetyczne.

2.    W jaki sposób można wytłumaczyć istnienie pozostałości magnetycznej?

3.    Gdzie się stosuje materiały o dużej pozostałości magnetycznej?

4.    Jaki sens fizyczny ma pole powierzchni pętli histerezy?

5.    Podać sens fizyczny natężenia koercji.

6.    Wyjaśnij konieczność zastosowania układu całkującego we wtórnym obwodzie cewki w badanym układzie pomiarowym.