Наблюдение петли гистерезиса

Часть напряжения U₁, снимаемая с сопротивлением R₁, подается на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа. Под действием переменного электрического поля светящееся пятно на экране растягивается в горизонтальную линию. Длина этой линии прямопропорциональна напряженности магнитного поля Н_о внутри сердечника трансформатора, так как в соответствии с (19) Н~i, а по закону Ома U₁~i.

Часть напряжения U₂, снимаемая с сопротивления R₂, подается на вертикально отклоняющие пластины осциллографа. Эта часть напряжения прямопропорциональна уже индукции В_о внутри сердечника трансформатора, так как U₂~ Е, а Е ~ В в соответствии с (27). Поэтому длина образующейся вертикальной линии на экране осциллографа также будет пропорциональна В_о.

При одновременном действии на электронный пучек электрических полей горизонтальных и вертикальных пластин светлое пятно электронного луча опишет на экране фигуру, воспроизводящую петлю гистерезиса.

Зарисуйте петлю гистерезиса и отметьте точки, соответствующие значениям коэрцитивной силы и остаточного намагничивания.

Таблица

N измерения	iэф, А	Eэф, В	Ho, A/м	Bo, TЛ
1. 2. 3. …

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Магнитное поле, вектор магнитной индукции и его физический смысл.

2. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитных полей. Вихревое и потенциальное поля.

3. Намагничивание веществ, гипотеза Ампера. Магнетики. Относительная магнитная проницаемость среды.

4. Ферромагнетики. Опыты Столетова. Кривая намагничивания. Магнитный гистерезис и его объяснение.

Работа № 9

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ МЕТОДОМ МОСТА УИТСТОНА

1. Цель работы: Ознакомиться с законами постоянного электрического тока и измерить сопротивление методом моста Уитстона.

 

Теоретическая часть

 

Ом экспериментально установил, что сила тока (J) прямо пропорциональна разности потенциалов (U₁-U₂) на концах участка проводника и обратно пропорциональна сопротивлению (R) этого участка проводника

(1)

Позднее этот закон был выведен теоретически на основе электронной теории.

Из курса средней школы известно, что

, (2)

где ρ – удельное сопротивление проводника; – длина проводника;

S – площадь поперечного сечения проводника

Из понятия градиента потенциала напишем:

U₁ – U₂ = E , (3)

где Е – напряженность электрического поля;

– длина проводника

Заменив в формуле закона Ома (1) R и U₁ – U₂ через выражение (2) и (3), получим:

.

После сокращения на ℓ будем иметь:

 

Разделим обе части равенства на S

(4)

Сила тока, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения проводника, называется плотностью тока (i)

(5)

Величина, обратная удельному сопротивлению (ρ), называется удельной проводимостью проводника (σ)

(6)

Объединяя формулы (4), (5), (6), закон Ома можно написать в виде:

 

i = σE (7)

Плотность тока пропорциональна напряженности электрического поля

Выведем этот закон, пользуясь электронной теорией. Обозначим среднюю скорость направленного движения электронов через V_ср. Тогда число электронов, проходящих в единицу времени через единицу площади поперечного сечения проводника, равно n_oV_cp, где n_o - число свободных электронов в единице объёма.

Так как каждый электрон несет заряд е, то плотность тока i, равная заряду, перенесенному в единицу времени через единицу площади поперечного сечения проводника, будет:

i = en_oVcp (8)

Для определения плотности тока по формуле (8) необходимо знать среднюю скорость направленного движения электронов. Направленное движение электронов происходит под действием напряженности электрического поля.

Напряженность электрического поля есть физическая величина, численно равная силе, с которой электрическое поле действует на единицу положительного заряда.

E =