III. Измерение магнитной проницаемости феррита и железа.

Ферриты - материалы, не проводящие электрического тока. Они представляют собой химические соединения оксидов железа с оксидами других веществ. При перемагничивании в ферритах не возникают вихревые токи. В результате потери энергии на выделение теплоты сводятся к минимуму. Это особенно важно для радиоэлектронной аппаратуры, работающей в области очень высоких частот (миллионы колебаний в секунду). Здесь применение сердечников катушек из отдельных пластин железа не дает нужного эффекта, так как в каждой пластине возникают большие токи Фуко. Поэтому из ферритов делают сердечники высокочастотных трансформаторов, магнитные антенны радиоприемников и др.

1. Измерьте - индуктивность катушки № 3 без сердечника.

2.Измерьте L - индуктивность катушки № 3, вставив в нее ферритовый сердечник.

3.Определите магнитную проницаемость

4.Повторите измерение, используя катушку № 4 и железный сердечник.

Дополнительное задание

Используя катушку № 1, исследуйте экспериментально зависимость индуктивности однослойной катушки от числа витков.

Контрольные вопросы:

1. Как зависит магнитный поток катушки от силы тока в ней?

2. Что называют индуктивностью катушки (коэффициентом самоиндукции)?

3. Какая катушка имеет индуктивность в 1 Генри?

4. Как и почему индуктивность катушки без сердечника зависит от силы тока в ней?

5. Почему индуктивность катушек с железным сердечником зависит от силы тока в них и уменьшается при больших токах?

6. Выведите формулу для вычисления индуктивности длинной катушки (соленоида). От чего и как она зависит?

7. Как влияют на индуктивность катушки диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные сердечники?

8. Катушки индуктивностью = 1 Гн и = 2 Гн, имеющие сопротивление = 1 Ом и = 0,5 Ом подключили к источнику постоянного тока с напряжением U = 6 В. Вычислите для параллельного соединения катушек: ЭДС самоиндукции, возникшую в каждой катушке сразу после замыкания цепи. Вычислите в стационарном режиме:

а) силу тока в каждой катушке,

б) напряжение на каждой катушке,

в) магнитные потоки катушек,

г) энергию магнитного поля каждой катушки;

д) нарисуйте на одном чертеже графики зависимости силы тока от времени для каждой катушки.

9. Во всех схемах электрических цепей, изображенных на рисунках 1-15, ε=1В, r=R=1Oм, С=2Ф, L=2Гн. Вычислите для каждой схемы (Рис 1-15): сколько Дж тепла выделится в резисторе сопротивлением R после размыкания ключа К. Если на схеме не указано сопротивление катушки, то ее считать сверхпроводящей. При замкнутом ключе сила тока и напряжение остаются постоянными (стационарный режим).