durata semnalului Determinarea

Pentru a determina durata semnalului utilizat durata calibrator. Se închide cu un fascicul de electroni, la intervale regulate de timp și de a crea ștampila. În funcție de numărul de etichete poate determina durata semnalului.

Pune frecventa generator de sunet 10 3Hz. Conductorul „ieșire“ Generator „de intrare«Y»osciloscop.

Comută setul osciloscop la poziția:

Prin includerea rotitori „rețea“ și generator de osciloscop și ajustarea butoane de „frecvență lin“ și „sincronizare“. obține pe ecran sine punctată. În cele din urmă, cei atitudinea sa față de o imagine clară prin deplasarea ușoară a membrelor „frecventa“, generatorul de sunet aproximativ 10 3Hz.

Numarati «n» etichete pentru o singură perioadă de baleiere și defini durata

T1 = n • 20 • 10 -6 sec, Count frecvență

Faceți aceleași măsurători de la generatorul de frecvență de 550 Hz și determină noile valori ale T1 și n2.

Se măsoară perioada de oscilație la frecvența oscilatorului, profesorul Set-clorhidric. Rezultatele sunt afișate într-un tabel №4.

Comută butonul „tag-ul“ la „Off.“.

Opriți osciloscop și comutator basculant „rețea“ de generator.

Atenție! Acest laborator are o cantitate mare de material teoretic și sarcini practice. În acest context, se poate, așa cum regia de către profesor, efectuate parțial sau orice secțiuni care pot fi excluse. Acest acord trebuie să fie făcut în prealabil.

1. Cum electron-tubul?

2. De ce este utilizat pentru generator de Timebase piloobraz-oscilații?

3. Cum de a crea o „etichetă“ de timp?

4. Cum este semnalul pentru valoarea furnizată. Ceea ce este numit amperi-litudnym, puls și stres eficient?

5. Construiți o figură Lissajous pentru u x = u y = 0 la j0.

6. Explicați metoda de a produce o schimbare de fază între procesul în continuare două sinusoi utilizat în lucrare.

1. Savelyev IV Curs de fizica generala. (In 3 vol.) M. Nauka.1979-1989 de t.1,2.

2. Detlaf AA Jaworski BM Curs fiziki.M., V.shkola.1989,

Curbele de magnetizare ÎNDEPĂRTĂRII și bucle

Cu histerezis al materialelor feromagnetice

Scopul lucrării. Urcă-te pe ecranul osciloscopului, bucla histerezis, măsurați parametrii, îndepărtați curba de magnetizare.

Aparate și echipamente: osciloscop electronice, un generator de sunet, panoul de instrumente, hârtie de calc, hârtie milimetrică (se pregătească acasă în avans). cabluri de conectare (disponibile de la un laborator).

Toate materialele au proprietăți magnetice care sunt detectate atunci când sunt plasate într-un câmp magnetic extern B0. În acest domeniu, acestea sunt magnetizate și de a crea un câmp magnetic B suplimentar“. Câmpul rezultant în materie este egală cu:

Considerăm cauza câmpului magnetic suplimentar. Este cunoscut faptul că un contur curent se caracterizează printr-un moment magnetic

în cazul în care I - curent în circuit; S - zona delimitată de.

Un electron dintr-un atom se mișcă în jurul nucleului, și, prin urmare, poate fi privit ca un circuit cu un curent și se calculează orbitală momentul pl magnetic. Calculul clasic pentru o orbită circulară oferă

în cazul în care e este sarcina unui electron; u - viteza sa liniară; r este raza orbitei.

(. În cazul în care n = 1,2,3) Luând în considerare starea orbitelor electronilor staționare în teoria atomică a Bohr, momentul magnetic orbital poate fi scrisă ca:

Magnitudinea a = 0,927 A × 10 -23 m 2 servește ca unitate de măsură a momentelor magnetice ale microparticulelor; este numit magneton Bohr.

Un calcul mai exactă a momentului magnetic orbital într-un atom-tron dă mecanicii cuantice. Potrivit rezultatelor sale,

unde l - număr întreg, de exemplu, 0,1,2.

Mai mult de electroni orbital are un alt propriu (rotire) momentul magnetic asociat cu existența lui momentului cinetic propriu (rotire). Momentul magnetic de spin al electronului este egal cu

Momentul magnetic total al atomului p este suma vectorială a momentelor magnetice ale particulelor sale constitutive. Atunci când acest lucru este adăugarea de legile cuantice. Nucleele atomilor au și momentele magnetice, dar în comparație cu momentele magnetice ale electronilor pot fi neglijate.

Câmpul magnetic al unei substanțe depinde de orientarea momentelor magnetice ale atomilor. Dacă toate punctele sunt aranjate aleatoriu, câmpul magnetic B „este absent. In ordonare partiala sau totala a momentelor magnetice din materialul unui câmp magnetic B“.

O caracteristică a stării magnetice a materialului este magnetizarea sau vectorul magnetizare definiția J .po

în care volumul în care DV însumate momentul magnetic total al atomilor.

Noi pornim de la faptul că un câmp magnetic este creat în makrotokami de material, și anume curenți în conductoare și micro I. ¢. determinarea valorii J. Prin urmare, inductanța totală este o funcție a substanței magnetizare și makrotokov.

B complex de inducție de calcul, deoarece B nu depinde numai de proprietățile substanței, ci și asupra formei și dimensiunilor eșantionului.

În multe cazuri, calculul este simplificată prin introducerea încă o altă caracteristică a câmpului magnetic - magnetic câmp vectorial H, prin definiție, egală

în cazul în care mo - constanta magnetice.

Vectorul H are proprietatea că circulația acesteia într-un câmp arbitrar și orice substanțe magnetice depinde numai de makrotokov I,

(Legea total curent pe un suport magnetic, curenții I curge prin zona cuprinsă de „k“ buclă).

În vid, în cazul în care nici o microcurenți

Dacă substanța se obține experimental dependența J = J (H), care este același pentru eșantioane de orice formă și dimensiune, și se calculează cu formula (2), H., pe baza ecuației (1) se poate găsi inducția magnetică în material.

Cel mai simplu mod experimental J = J (H) este determinată pentru proba sub forma unui toroid, care este uniform aplicat la înfășurările firului. Într-adevăr, în cazul în care conductorul este curent I. și numărul total de rotații este N și o lungime L. toroid apoi pe baza formulei (2) obținem

și anume Valoarea H poate fi calculată cu ușurință.

Măsurând pentru fiecare valoare H J. găsi dependența J magnetizare = J (H) (Fig.1). Figura Js este magnetizarea de saturație corespunzătoare cazului în care toate momentele magnetice ale atomilor sunt orientate în direcția câmpului magnetic.

unde c - susceptibilitatea magnetică a substanței.

Apoi, din formulele (1) și (4) rezultă:

Cantitatea (1 + c) și m denote numit material de permeabilitate magnetică. Prin urmare, relația dintre B și H este scrisă ca

Pentru substanțele feromagnetice graficul B = B (H) este prezentată în figura 2. Mai mult decât atât, în figura 2 este dată de m dependență H. După cum se vede din grafic, care odată cu creșterea inducție H crește. Creștere de inducție B în materialul după atingerea magnetizare de saturație Js explicată creșterea în continuare a intensității câmpului (vezi Ec. (5)).

În proprietățile lor magnetice ale ferromagnets diferă semnificativ de para- și materialele diamagnetice *. În particular, permeabilitatea magnetică relativă poate atinge valori din 10 aprilie ¸10 5. De asemenea, pot avea și remanență.

* Pentru mai multe informații despre caracteristicile materialelor feromagnetice pot fi găsite în literatura de specialitate, sunt enumerate în secțiunea „feromagnetismul, magnetizat, etc.“ în carte: fizică Dicționarul Enciclopedic / ed. AM Prokhorov - M. bufnițe. Encyclopedia, 1984. -944 p.

Aceste caracteristici nu pot fi explicate din perspectiva fizicii clasice. Explicarea fenomenului de feromagnetismul dat doar de mecanica cuantică. În teoria cuantică, se crede că sub acțiunea așa-numitele forțe de schimb momentele magnetice ale atomilor individuali trebuie să se alinieze paralele între ele. În domeniul formării cristalelor de magnetizare spontană, spontană, care sunt numele de domeniu. În cadrul fiecărui domeniu (dimensiunea domeniului de aproximativ 1-10 microni) feromagnet magnetizate până la saturație. În absența unui câmp extern într-un material feromagnetic este, de obicei, o cantitate mare de domenii observate. Această situație este energetic mai favorabilă în comparație cu cazul în care există, de exemplu, doar un singur domeniu, deoarece scurgeri reduse la minimum a câmpului magnetic în spațiul din afara feromagnet, direcțiile momentelor magnetice pentru diferite domenii sunt diferite, astfel încât timpul total poate fi zero. Totul depinde de istoria probei.

Să explicăm acum dependența de accident vascular cerebral B = f (H) pentru un feromagnet.

Dependența B H pentru feromagnet are o formă complicată. Dacă după atingerea magnetizarea de saturație Hs reduce intensitatea câmpului, inducerea va varia în mod diferit decât transformat la magnetizarea inițială. In graficul (Figura 3), această schimbare se caracterizează printr-o porțiune a difuzorului. Inducerea primit la H = 0 se numește Bs inducție reziduală. Schimbarea direcției câmpului magnetizare duce la demagnetizare feromagnetic (porțiunea CD). Valoarea Hc (secțiunea OD) este forța coercitivă. Creșterea în continuare rezultatele câmpului H în magnetizarea în direcția opusă (porțiunea DE). Noua schimbare în direcția și magnitudinea schimbării în câmp de inducție dă porțiuni caracterizate ED ¢ A. În general, un cerc vicios, numit-o buclă de histerezis. Dacă magnetizarea inițială nu duce la saturație (H

Aceste bucle sunt numite cicluri parțiale. Vârfurile ciclurilor private ale bucle histerezis sunt pe curba de magnetizare.

Din punct de vedere al magnetizării teoriei feromagnetism unui feromagnet poate fi reprezentat calitativ ca o reorientare domeniu în direcția câmpului extern, deoarece este în creștere, deplasarea spre primul pereții de domeniu și creșterea domeniului vectorului moment magnetic, care este vectorul câmpului magnetic H unghi ascuțit extern. Deoarece rotația vectorului câmp procesele momentului magnetic într-un domeniu predomină. La câmpuri mari momente magnetice ale tuturor domeniilor sunt orientate de-a lungul câmpului. Este tipic pentru starea de saturație. Deoarece procesul de reorientare a domeniilor în procesul de magnetizare este ireversibil, atunci există un histerezis (histereză - lag, întârziere, întârziere). În particular, magnetizarea reziduală a probei, datorită faptului că atunci când îndepărtați direcția câmpului exterior a momentelor magnetice ale domeniilor pot adopta o poziție în care suma lor este zero. Odată cu creșterea câmpului magnetic având direcția opusă reorientarea domeniilor are loc într-o direcție diferită.

Metodă de măsurare și circuitul de setare. Pregătirea buclei histerezis și măsurătorile necesare pentru a determina H și B este realizată în această lucrare pentru osciloscop electronic. Schema de instalare este prezentată în Fig. 5.

tensiune variabilă de la un generator de sunet (PP) este conectat la bobinele de magnetizare N1 toroid lichidare panou armat. Panoul are o rezistență r. inclus în circuitul bobinei magnetizare, iar rezistența R și condensatorul C. sunt înfășurării secundare N2 în circuit.

Tensiunea Ux = Ir este alimentat la plăcile de deflexie pe orizontală ale unui osciloscop ² ²x.

Câmpul magnetic în toroid proporțional cu curentul I (a se vedea formula (3).), Și în consecință devierea fasciculului de electroni pe orizontală (de-a lungul axei x) este proporțională cu intensitatea câmpului H:

Indus electromotoare în N2 înfășurarea secundară sunt încarcă periodic condensatorul C la tensiunea Uy. este furnizat plăcile de deflexie pe verticală ale unui osciloscop ² ²y.

Deformația grinda verticală proporțională Uy. Este legat de valoarea inducției câmpului B în miezul toroid. Într-adevăr, FME este indusă

unde S - aria secțiunii transversale a toroid; N2 numărul de rotații ale înfășurării secundare a toroid. Pentru a obține un semnal proporțional cu inducție magnetică, utilizarea integrarea circuitului RC. satisfăcând RC> T (T - perioada AC).

Când R >> curent în circuitul secundar de lichidare

Din relațiile de mai sus, care

Astfel, ²x ² osciloscop placa, tensiune este proporțională cu placa B. proporțională a H. ²y ² Pe figura obținută de afișare osciloscop, cu care pentru a determina bucla histerezis B = B (H).

Pe parcursul unei perioade de schimbare Ux și Uy urmelor fasciculului de electroni va descrie întreaga forma buclei histerezis, și pentru fiecare perioadă ulterioară, se va repeta, astfel încât ecranul osciloscopului este modelul fix vizibil.

Cantitățile B și H sunt determinate din relațiile H = ax și B = de. unde x și y - coordonatele punctului de articulație, exprimată în milimetri. și - prețul de divizare scara osciloscop orizontal în amperi pe milimetru; b - prețul de divizare a osciloscopului scară verticală în tesla pe milimetru. Valorile a, b sunt determinate în mod empiric și sunt indicate pe plante.

Ordinea de performanță

1. Se colectează circuitul setare (vezi. Fig. 5).

2. Porniți dispozitivul și ajunge pe imaginea de pe ecran osciloscop a buclei histerezis.

Poziția inițială de comandă mânere osciloscop și generator de sunet pentru bucla este dat pentru instalare.

Avertizare. După configurarea setului și a obține pe ecran a imaginii osciloscop a buclei histerezis nu se poate schimba poziția osciloscopului butoanele de setare și generatorul de sunet.

3. La primirea buclei pe ecran de osciloscop y = y (x) (dimensiunile buclei sunt indicate la instalația) petrece coordonate punctele de măsurare pentru șapte ASDE porțiuni de buclă (vezi. Figura 3). În cazul în care nu există nici o plasă clară milimetru, atunci ecranul osciloscopului poate face hârtie de calc sau coli de hârtie și copiați bucla de imagine Hister-sis. Apoi, folosind o hârtie riglă sau grafic, este necesar să se măsoare coordonatele punctelor. Rezultatele măsurătorilor sunt înregistrate în tabelul 1. După calcularea H și B pentru a construi un grafic. Graficul complot ED ¢ O porțiune este construită simetric ACDE (vezi. Figura 3). Este posibil să se pregătească o masă și imediat pentru a elimina mai multe puncte, de exemplu, 15 puncte.

4. Pentru a obține curba de magnetizare să fie măsurată la vârf buclă coordonatele y = y (x) atunci când tensiunea furnizată de un generator de sunet. Restul parametrilor modului de funcționare selectat osciloscopului și generatorul nu poate fi modificat.