Описание экспериментальной установки. Для получения основной кривой намагничивания и петли гистерезиса ферромагнетика необходимо каким-либо способом измерять индукцию магнитного поля В в
Для получения основной кривой намагничивания и петли гистерезиса ферромагнетика необходимо каким-либо способом измерять индукцию магнитного поля В в исследуемом материале при различных значениях напряженности Н внешнего магнитного поля. В статье Шефера Н.И., опубликованной в журнале «Физика в школе» (№ 6, 1997 г.) показано, что это можно сделать с помощью школьного демонстрационного ваттметра. Идея метода состоит в следующем.
Рис. 4
Таким образом, можно использовать измерительный механизм ваттметра для исследования зависимости индукции В магнитного поля в сердечнике катушки от напряженности Н внешнего магнитного поля, создаваемого током I в ее обмотке. Иначе говоря, конструкция ваттметра такова, что позволяет получить основную кривую намагничивания и петлю гистерезиса материала сердечника его катушки. Напряженность магнитного поля в катушке может быть приближенно оценена по формуле для соленоида: Н = nI, (3) где n = 150 Для того, чтобы с помощью демонстрационного ваттметра можно было исследовать кривые намагничивания образцов различных ферромагнитных материалов, его «штатный» сердечник убран из катушки. В боковой стенке корпуса ваттметра по оси катушки просверлено отверстие, через которое в катушку вставляется стержень из исследуемого ферромагнитного материала. Шкала ваттметра проградуирована в единицах магнитной индукции (Тл) по образцу с известной кривой намагничивания. Электрическая схема лабораторной установки представлена на рис. 5.
Рис. 5
Обмотка подвижной рамки ваттметра подключается через клеммы «*V» и «V» к источнику постоянного напряжения 5 – 10 В, Сила тока в рамке измеряется с помощью миллиамперметра на 10 – 15 мА и регулируется реостатом на 1000 Ом. Клеммы выводов подмагничивающей катушки «I*» и «5А» подсоединяются к регулируемому выходу постоянного тока выпрямителя ВС-24М через реостат на 40 Ом, 5 А. Сила тока в катушке измеряется с помощью амперметра на 5 А. Во второй части лабораторной работы производится наблюдение доменов в тонкой пленке феррит-граната. Используется микроскоп, в котором изображение формируется лучами поляризованного света. Для получения линейно поляризованного света в работе используется поляроид. Известно, что световая (электромагнитная) волна является поперечной: векторы напряженности электрического и магнитного полей (
а) б) Рис. 6
В установке используются два поляроида, один из которых (поляризатор) устанавливается в оптической схеме микроскопа перед объектом наблюдения (пленкой феррит-граната), а другой (анализатор) надевается на окуляр микроскопа. В таком случае световой поток, поступающий в глаз наблюдателя при отсутствии объекта наблюдения, будет зависеть от угла между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора. Эту зависимость легко обнаружить, поворачивая один из поляроидов вокруг направления распространения света. Световой поток будет максимален, когда плоскости пропускания поляроидов совпадают, и минимален, когда они перпендикулярны друг другу. Если линейно поляризованный свет проходит через намагниченную среду параллельно вектору намагниченности
|