Описание установки и методики измерений

Работа выполняется на установке ЛКТ–3, достаточно подробно описанной в работе № 5 «Изучение гистерезиса сегнетоэлектриков». За всеми необходимыми сведениями обращайтесь к этой работе.

Рис. 1

Вид измерительной панели комплекса приведен на Рис. 1. Соединительные кабели изображены на Рис. 2.

Кабель К01	Кабель К02	Кабель К03
	Рис. 2

МОДУЛЬ «ФЕРРОМАГНЕТИК» (маркировка «Ф»)

Рис. 3 Рис. 4

Электрическая схема соединений модуля «Ф» представлена на рис. 3. Вид печи с модулем – на Рис. 4.

Модуль содержит:

· катушку L на ферритовом сердечнике, с числом витков N=250
параметры сердечника:
кольцо прямоугольного сечения с внутренним диаметром d₁=6,0 мм, внешним диаметром d₂=12 мм, толщина 4,5 мм

· токозадающий резистор R ₀ = 1 кОм,

· интегрирующую цепочку RC (R =10 кОм, С =0,2 мкФ.

Контакты 2 и 4 модуля подключают к источнику переменного напряжения (к изолированному источнику питания ИСТ-2М в режиме "~").

Сравнивая напряжения U_L на катушке (контакты 1–2) и U_R на резисторе R₀ (контакты 1–4) определяют индуктивность катушки, и тем самым магнитную проницаемость сердечника в диапазоне токов, текущих по катушке.

Порядок выполнения работы:

Установите модуль с ферромагнетиком (маркировка модуля “Ф”) на печь, накройте его теплозащитным кожухом, совместив номера выводов на кожухе с номерами на модуле.

Соберите схему рис.5:

Рис. 5

· Соедините разъем «ТЕРМОСТАТ» ИСТ-2М кабелем «К03» (изображен на Рис. 2) с разъемом печи.

· Подключите источник питания ИСТ-2М к изучаемому модулю, для чего один конец кабеля «К01» (см. Рис. 2) подключить к разъему «-/~» источника питания (он находится на передней панели измерительной системы ИСТ-2М, см. Рис. 1), а другой конец кабеля – к выводу «4» модуля «Ф». Второй кабель К01 подключить одним концом к разъему «+/~» источника питания, а другим концом к выводу «2» модуля «Ф».

· Для измерения напряжения U_L к катушке L подключить вольтметр АМ-50 к выводам «1», «2» модуля.

· Для измерения напряжения U_R на сопротивлении R ₀ подключить второй вольтметр к выводам модуля «1», «4»;

· установите предел измерения вольтметров на 10В переменного напряжения;

Проверьте настройки измерительной системы:

· переведите тумблер «=/~» в положение «~»;

· тумблер «нагр» в нижнее положение;

· ручку «амплитуда» в нулевое положение;

· включить «сеть».

 

Проведите измерения:

· плавно вращая ручку «амплитуда» установите напряжение U_R ~0,2 В (показания второго вольтметра), замерьте напряжение U_L на индуктивности (показания первого вольтметра),

· повторите измерения, изменяя U_R c шагом ~ 0,2 В в диапазоне от 0,2 В до 1 В, далее с шагом в 1В от 1 В до 10 В.

· Измеренные данные занесите в таблицу 1.

ТАБЛИЦА 1

UR, В	0,2	0,4	0,6	0,8
UL, мВ
I, мА
Hm, А/м
L, мГн
µ

 

· Для каждого измеренного напряжения U_R вычислите силу тока I=U_R/R₀ и занесите результаты в таблицу.

· По формуле (4) рассчитайте напряженность поля в катушке для каждого найденного вами тока. Занесите результаты в таблицу 1.

· Рассчитайте соответствующие индуктивность и магнитную проницаемость по формулам:

· .

Результаты также занесите в таблицу 1.

· Постройте график зависимости m от H.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Что называется намагниченностью магнетика?

2. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.

3. Какие граничные условия для векторов H и B выполняются на границе раздела двух сред?

4. Как ведет себя контур с током в магнитном поле?

5. Каковы основные свойства диамагнетиков и парамагнетиков?

6. Каковы основные свойства ферромагнетиков?

7. Как ведут себя ферромагнитные домены при увеличении напряженности внешнего магнитного поля?

8. Почему постоянный магнит притягивает к себе железные предметы?

9. Если в вашем распоряжении имеются два куска железа, один из которых намагничен, а второй - нет, как тогда определить, какой из двух кусков железа является постоянным магнитом?