 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Описание лабораторной установки и вывод расчётных
зависимостей
 |
Лабораторный модуль состоит из кассеты, на лицевой панели которой приведена электрическая схема (рис. 4.1). Внутри кассеты размещается ферритовый сердечник с двумя обмотками, а также печатная плата, которая содержит элементную базу.
Принципиальная электрическая схема приведена на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Схема лицевой панели
К гнездам «PQ» на лицевой панели (Г1, Г2 на рис. 7.2) подключается генератор гармонических колебаний.
Сигнал с гнезд ЭО «Y» (Г3, Г4, рис. 7.2) подается на усилитель вертикальной развертки, а с гнезд ЭО «Х» (Г5, Г6, рис.7.2.) снимается напряжение, которое пропорционально току в обмотке N 1, и подается на усилитель входа «Х» в случае использования двухканального осциллографа. При наличии однолучевого осциллографа сигнал подается на горизонтально отклоняющие пластины, которые предварительно отключаются от усилителя горизонтальной развертки.
|
Рис. 7.2. Принципиальная электрическая схема
Суть эксперимента заключается в независимом определении напряженности магнитного поля H в ферромагнетике с помощью закона полного тока и магнитной индукции B на основе использования закона электромагнитной индукции. В работе используется метод наблюдения семейства петель гистерезиса с помощью электронного осциллографа. Для этого на горизонтально отклоняющие пластины подается сигнал пропорциональный H, на вертикально отклоняющие пластины — сигнал пропорциональный B.
Исследуемый ферромагнетик представляет собой тонкое кольцо – тороид с намотанными на него двумя обмотками N 1 и N 2. Когда по обмотке N 1 течет ток, внутри сердечника возникает магнитное поле. Если толщина тороида меньше его диаметра, величину напряженности магнитного поля можно считать постоянной по сечению тороида и равной напряженности в середине сечения.
По закону полного тока получим
(7.1)
где l – длина осевой (средней) линии тороида, I – поле в обмотке N 1.
Напряжение Ux = IR 1 с резистора сопротивление R 1, включенного в цепь обмотки N 1 подается на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа. Измерив значение Ux = a xx, где a x – масштабный коэффициент отклонения по горизонтали, х – величина отклонения в делениях (рис. 7.3).
Определим ток I и подставим в формулу (7.1). В итоге получим
(7.2)
Для определения магнитной индукции в сердечнике наматывается еще одна обмотка с числом витком N 2. При измерении магнитного потока в сердечнике в обмотке возникает Э.Д.С. индукции
(7.3)
где S – площадь поперечного сечения сердечника.
Схема включения вторичной обмотки в измерительную цепь показана на рис. 7.4.
Параметры схемы побраны таким образом, что выполняется условие
I 2 R 2>> Uc,
где I 2 – ток в обмотке N 2, Uc – напряжение на конденсаторе.
Пренебрегая падением напряжения на вторичной обмотке и напряжением на конденсаторе можно записать закон Ома в виде
(7.4)
Учитывая, что 
где Q заряд конденсатора из (7.3) и (7.44) получим
Проинтегрировав это выражение получим
Так как 
окончательно найдем выражение для расчета магнитной индукции.
(7.5)
где a y – масштабный коэффициент усилителя по вертикали, у – величина отклонения сигнала на экране осциллографа (рис. 7.3).
Поиск по сайту: