II Описание установки.

Снятие петли гистерезиса в настоящей работе ведется следующим образом.

Основной частью прибора является железный каркас MKLN, имеющий зазор S. Исследуемым образцом является участок F₁F₂ каркаса, на который намотана однослойная катушка L₁ (соленоид)(рис. 8).

Ток I₁, проходящий под обмотке катушки L₁, создает магнитное поле, намагничивающее образец. Напряженность Н магнитного поля внутри стержня определяется формулой для бесконечно длинного соленоида:

Н = = n×I₁ , (19),

где l – длинна катушки намагничения, N – полное число витков намагничивающей катушки, n - число витков на единицу длины.

Полное магнитное поле тока и намагничивающейся среды (стержень F₁F₂) определяется индукцией В, которая согласно (13) и (18) равна:

В = m₀×m×n×I₁ (20)

Линии индукции магнитного поля в стержне F₁F₂ замыкаются в железном каркасе F₁M K L N F₂. Поэтому можно считать, что индукция в зазоре S равна индукции поля в стержне (расстояние в зазоре S мало). Следовательно, если мы определим индукцию в зазоре S, то тем самым определить индукцию В в стержне F₁F₂.

В зазоре находится рамка L₂, ось которой перпендикулярна плоскости чертежа, а витки расположены в плоскости чертежа. При прохождении тока I₂ через рамку L₂ она будет поворачиваться на угол a. Поворот рамки под действием вращающего момента (16), где р_m - магнитный момент контура с током регистрируется стрелкой Г, прикрепленной к оси рамки.

Для плоского контура :

М = В(I₂×S)×sin (`n ^`В) (21)

Концы обмотки рамки L₂ прикреплены к спиральным пружинам, назначение которых противодействовать повороту рамки, разворачивая ее в первоначальное положение, которое она занимала в отсутствие тока в ней, т.е. когда угол (`n ^`В) = 90⁰, и соответствующий этому механический вращающий момент при данных В и I₂ был бы максимальным:

M = В×I₂×S (22)

Рамка L₁ с током поворачивается в магнитном поле зазора до тех пор, пока возникающий при деформации пружинок момент упругой силы не уравновесит механический вращающий момент. Чем больше механический момент, тем на больший угол поворачивается катушка. Поэтому между величиной механического вращающего момента и углом a поворота стрелки Г устанавливается функциональная зависимость:

M = f (a). (23)

Во время опыта сохраняется постоянной сила тока I₂, и индукция В становится функцией угла поворота a. ( В = f (a), (В ~ М))

Итак, напряженность Н по (19) определяется силой намагничивающего тока I₁, а индукция В оказывается пропорциональной показаниям прибора Г при условии постоянной силы тока через рамку L₂.

В случае равномерной шкалы: В ~ a (24)

Основываясь на произвольном выборе масштаба, можно для выявления формы петли гистерезиса данного материала ограничиться построением соответствующей зависимости a от , не вычисляя В и Н.

Принадлежности:

1)Гальванометр с вмонтированным в него исследуемым железным стержнем с обмоткой.

2)Амперметр.

3)Потенциометр.

4)Ключи.

5)Переключатель.

6)Сопротивление R.

7)Источник тока на ~ 127В, =120В и 3В.