Измерения и обработка результатов. Упражнение 1: Изучение первоначального намагничивания и петли гистерезиса ферромагнитных образцов из железа и углеродистой стали
Упражнение 1: Изучение первоначального намагничивания и петли гистерезиса ферромагнитных образцов из железа и углеродистой стали. Перед началом работы необходимо размагнитить исследуемые образцы. Для этого один из стержней установите в подмагничивающей катушке ваттметра, подключите катушку через реостат (R= 40 Ом) и амперметр к клеммам выхода переменного напряжения выпрямителя ВС-24М и пропустите кратковременно ток 5 А, плавно уменьшая его до нуля. Аналогичным образом проведите размагничивание второго образца. Для выполнения работы соберите электрическую цепь в соответствии со схемой, приведенной на рис. 4. Рукоятки регулировки выхода выпрямителей поверните против часовой стрелки до упора и включите приборы в сеть. С помощью реостата установите в обмотке рамки ваттметра силу тока 6 мА. Увеличивая силу тока в подмагничивающей катушке до 5 А «ступенями» через 0, 5 - 1 А, а затем уменьшая ее до нуля, запишите соответствующие этим значениям силы тока отсчеты магнитной индукции по шкале прибора. Поменяйте полярность подключения выхода выпрямителя ВС-24М к выводам катушки и исследуйте зависимость индукции магнитного поля в образце от силы тока в катушке при ее изменении от 0 до 5 А и обратно до нуля. Затем вновь поменяйте полярность подключения источника тока и проведите измерения при изменении силы тока в катушке от 0 до 5 А. Для каждого значения силы тока вычислите по формуле (3) проекцию напряженности магнитного поля (с учетом изменения ее знака при изменении направления тока в катушке). Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу 1:
Таблица 1
Постройте график зависимости проекции вектора индукции магнитного поля (B z) в образце от проекции напряженности магнитного поля (H z). Аналогичное исследование (с записью результатов в табл. 2) проведите для другого ферромагнитного образца. Используя полученные графики, найдите остаточную индукцию В о и коэрцитивную силу Н к для каждого из образцов. Результаты запишите в табл. 3:
Таблица 3
Упражнение 2: Наблюдение доменов в пленке феррит-граната. Наблюдение доменов в пленке феррит-граната производится с помощью микроскопа с увеличением, равным 320. Объект наблюдения предварительно установлен на предметном столике микроскопа; каких-либо манипуляций с ним проводить не рекомендуется. Включите лампу осветителя микроскопа и установите на конденсоре осветителя поляроид. (Второй поляроид-анализатор установлен на окуляре микроскопа). Поворачивая анализатор вокруг оптической оси микроскопа, добейтесь наиболее отчетливого изображения доменов. Внимание! До начала работы микроскоп фокусируется лаборантом. Во избежание разрушения пленки феррит-граната не производите фокусировку микроскопа самостоятельно. При необходимости обратитесь к преподавателю или лаборанту. Зарисуйте фрагмент наблюдаемой картины. Приближая к пленке феррит-граната керамический магнит, проследите за тем, какие изменения в ней происходят. Поменяйте полярность магнита и вновь проследите за изменениями в структуре наблюдаемых доменов под воздействием внешнего магнитного поля. Обратите внимание на то, возвращается ли наблюдаемая картина в исходное состояние после прекращения действия внешнего магнитного поля на пленку феррита. Результаты наблюдений опишите.
Контрольные вопросы 1. Дайте понятие магнитного момента плоского витка с током. 2. Чем обусловлены магнитные свойства атомов и молекул? 3. Каков механизм намагничивания диа- и парамагнетиков? 4. В чем состоят отличительные свойства ферромагнетиков? 5. В чем заключается явление магнитного гистерезиса? 6. Какую величину называют остаточной индукцией? 7. Какую величину называют коэрцитивной силой? 8. Что понимают под доменом ферромагнетика? 9. Каков механизм намагничивания ферромагнетика? 10. В чем состоит метод исследования начального намагничивания и петли гистерезиса ферромагнетика с помощью демонстрационного ваттметра? 11. Опишите суть метода визуализации доменов в прозрачной пленке ферромагнетика с помощью поляризованного света.
|
