Зняття кривої намагнічування

Петлю намагнічування (петлю гістерезису) неважко одержати на екрані осцилографа, якщо на пластини горизонтального відхилення подати напругу , пропорційну до H, а на пластини вертикального відхилення - , пропорційну В. Первинна обмотка тороїда живиться через опір перемінним струмом . Напруженість магнітного поля всередині полого тороїда

,

де - число витків на первинній обмотці, - середній радіус тороїда.

Напруга на пластинах горизонтального відхилення

.

У вторинній обмотці тороїда джерелом струму є ЕРС індукції

,

де Ф - потік магнітної індукції через поверхню, охоплювану всіма витками вторинної котушки.

Використавши , де S - площина, охоплена одним витком, - число витків, отримаємо

.

Закон Ома для вторинного ланцюга, нехтуючи самоіндукцією вторинної котушки, виражають співвідношенням

,

де - напруга на конденсаторі, q - заряд конденсатора, - вхідний опір осцилографа. Оскільки - велике, падінням напруги у місткості можна знехтувати. Використовуючи вказану умову, знаходимо

, .

За один період синусоідального змінення струму слід електронного променя опише повну петлю гістерезису. Послідовним зміненням (потенціометром R) вихідної напруги генератора можна досягнути збільшення амплітуди коливань H, а разом із цим отримати різні за площєю петлі гістерезису. Верхня точка петлі гістерезису знаходиться на кривій намагнічування. Отже, для побудови кривої намагнічування треба зняти з осцилографа координати і верхівок петель гістерезису, а потім вирахувати В і Н

, .

Величини і визначають через калібровані напруги і , що викликають відхилення електронного променя на один поділ в напрямку осей X і Y при цьому посиленні

, ,

де і - координати вершин петель гістерезису.

Остаточно можна записати

, ,

,

масштаби горизонтальної і вертикальної осі електронно-променевої трубки осцилографа з урахуванням діючої напруги. Для розрахунку і необхідно виміряти середній радіус тороїда, визначити величини опору і і ємкість С. Для осцилографа типу С1-16 вхідна ємкість складає 40 пФ, а вхідний опір .

Визначення втрат на перемагнічування

Під час перемагнічування зразка частина енергії магнітного поля витрачається на переорієнтування доменів. Величина цієї енергії пропорційна площі петлі гістерезису. Питомі втрати (Дж?кг) на одиницю маси за один період у зразку визначають за співвідношенням

,

де S - площа петлі гістерезіса, - масштабні коефіцієнти, - щільність речовини.

Якщо перемагнічування проводиться з частотою f, то втрати на гістерезис

.

Втрати у зразку із феромагнітного матеріалу визначаються у такій послідовності:

-електронний промень осцилографа встановити в центр координатної сітки;

- за допомогою потенціометрів посилення по горизонталі й вертикалі отримати таку петлю гістерезису, яка б мала ділянку насичення й займала більшу частину екрана;

- визначити масштаб по вертикалі й горизонталі;

- зарисувати гістерезисний цикл на кальку й розбити площу петлі на міліметрові клітини;

- підрахувати кількість клітин і визначити втрати.

Визначення точки Кюрі

Увага! Температуру точки Кюрі треба визначати тільки разом з викладачем.

У доменах, за відсутністю зовнішнього поля, магнітні моменти всіх електронів мають однакове спрямування. За підвищенням температури, починаючи з критичної, порядок у розташуванні магнітних моментів порушується. Домени розпадаються і феромагнетик перетворюється у парамагнетик. Температура, вище якої феромагнетик стає парамагнетиком, тобто точка Кюрі, позначається за зникненням петлі гістерезису на екрані осцилографа (вона вироджується в точку). Причина подібного явища полягає в наступному.

Напруга на первинній обмотці складається з падіння напруги на омічному опорі, якого має первинна обмотка, і падіння напруги на суто індуктивному опорі, що чисельно дорівнює ЕРС індукції, яка виникає в первинному ланцюзі

, ,

де Ф - магнітний потік, що проходить через витків первинної і витків вторинної обмотки. ЕРС індукції у вторинній обмотці