Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Обработка результатов измерений. По полученным данным построить графики, откладывая по оси абсцисс значения тока в соленоиде, а по оси ординат значения анодного тока



 

По полученным данным построить графики, откладывая по оси абсцисс значения тока в соленоиде, а по оси ординат значения анодного тока.

Из графиков определить критические значения тока в соленои­де, соответствующие каждому из значений анодного напряжения.

За критическое значение тока в соленоиде общепринято брать его зна­чение, соответствующее средней части спада кривой которая отража­ет функциональную зависимость анодного тока и тока в соленоиде.

По формуле (4.13) для каждого критического значения тока рассчитать удельный заряд электрона.

Рассчитать среднее значение удельного заряда, среднюю абсо­лютную
и относительную погрешности измерения.

 

Вопросы к зачету

 

1. Напряженность электрического и магнитного полей и их еди­ницы.

2. Сила, действующая на заряд в электрическом поле.

3. Что представляет собой сила Лоренца?

4. Каковы траектории движения электронов в магнетроне при наличии магнитного поля?

5. Как направлены электрическое и магнитное поля в магнетро­не?

6. Что представляет собой критическая величина магнитного поля Вкр?

7. В каком случае в исправно работающем магнетроне может прекратиться ток?

8. Почему происходит постепенное убывание анодного тока маг­нетрона при увеличении В?

9. Как из полученных зависимостей Ia = f(Ic) определить Вкр?

10. Что представляет собой Iкр и как его определить?

11. Вывести формулу для определения удельного заряда элект­рона при движении в магнетроне.

Работа № 5

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ В = f (Н) ДЛЯ ЖЕЛЕЗА

ПРИ ПОМОЩИ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ГАЛЬВАНОМЕТРА

 

Введение

Известно, что вектор индукции магнитного поля связан с напряженностью соотношением

(5.1)

 

где µ0 – магнитная постоянная 4π ∙ 10–7 Гн/м; µ – магнитная проницаемость среды.

Магнитной проницаемостью среды называется величина, показы­вающая, во сколько раз числовое значение вектора индукции магнит­ного поля в данной среде отличается при тех же условиях от число­вого значения вектора индукции в вакууме

µ = B / B0. (5.2)

 

По магнитной проницаемости все вещества делятся на три ос­новные группы: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Диамагнетиками называются вещества, магнитная проницаемость которых несколько меньше единицы и является величиной постоянной, если поля не очень велики.

Парамагнетиками называются вещества, магнитная проницаемость которых несколько больше единицы и является величиной постоянной, если поля не очень велики.



Ввиду постоянства магнитной проницаемости зависимость век­тора индукции от напряженности магнитного поля в диа- и парамагнетиках является линейной.

Ферромагнетиками называются вещества, магнитная проницае­мость которых является функцией напряженности магнитного поля и может достигать весьма больших в сравнении с единицей значений. Поэтому та же зависимость в ферромагнетиках не является ли­нейной.

Изменение магнитного поля в веществах в сравнении с пустотой объясняется намагничиванием веществ. За меру намагничивания ве­щества принимается вектор намагничивания

 

Вектором намагничивания называется величина, численно рав­ная геометрической сумме магнитных моментов атомов и молекул, заключенных
в единице объема вещества.

Вектор намагничивания вещества зависит как от природы ве­щества, так
и от напряженности магнитного поля, т. е.

 

(5.3)

 

где χ – магнитная восприимчивость, величина безразмерная, характеризующая природу вещества.

Из (5.3), переходя к числовым значениям векторов и мо­жем дать определение магнитной восприимчивости вещества



 

 

Магнитной восприимчивостью вещества называется величина, численно равная магнитному моменту единицы объема вещества при напряженности магнитного поля, равной единице.

Магнитная восприимчивость вещества связана с его магнитной проницаемостью соотношением

µ = 1 + χ.

 

Поэтому, если для диа- и парамагнетиков магнитная проницае­мость является постоянной, то и магнитная восприимчивость для них является величиной постоянной. Для ферромагнетиков магнитная проницаемость является функцией напряженности; следовательно, для них магнитная восприимчивость зависит от напряженности, а по­этому зависимость (5.3), как и зависимость (5.1), для ферромаг­нетиков является нелинейной.

На рис. 5.1 зависимости B, J, µ и χ от Н показаны в условном масштабе: для диамагнетиков (а), парамагнетиков (б), ферромагне­тиков (в).

В данной работе проводится исследование зависимости вектора индукции магнитного поля в железе от напряженности. Предварительно более подробно разберем эту зависимость.

 

а) б) в)

 

Рис. 5.1

Магнитное поле в ферромагнетиках, как и в остальных магнит­ных средах, складываются из внешнего поля и собственного поля, возникающего за счет намагничивания,

 

 

На рис. 5.2 показано изменение числовых значений векторов В, В0, В'
с изменением напряженности.

Объяснение подобных зависимостей дается на основе доменной структуры ферромагнетиков.

Доменами называют области, в которых магнитные моменты атомов и молекул ориентированы строго параллельно друг другу. Облас­ти эти имеют размеры порядка 10–4 – 10–2 см и воспринимаются как очень малые постоянные магниты. В ненамагниченном состоянии фер­ромагнетика домены ориентированы хаотически друг относительно друга и вектор индукции собственного поля магнетика

При увеличении внешнего поля B0 домены не сразу ориентируют­ся по полю из-за малой величины действующих на них сил, поэтому растет слабо. Затем начинается массовая ориентация доменов по внешнему полю и, следовательно, резкое возрастание а также Когда практически все домены будут ориентированы, собственное поле ферромагнетика достигнет наибольшей величины и в дальнейшем будет оставаться постоянным.

Результирующее поле будет продолжать расти по линейному за­кону за счет роста внешнего поля

Изменение магнитной проницаемости можно проанализировать по отношению (5.2)

 

В момент резкого возрастания B' отношение B' / B0 > 1. Затем B' достигает максимального значения и остается постоянным, а B0 продолжает расти
с возрастанием Н и поэтому B / B0 уменьшаться, и при B0 → ∞, → 0,
а это значит, что µ 1.

 

Рис. 5.2

Для исследования зависимости B = f (H) и µ = f (H) использу­ется железный сердечник, помещенный в поле кольцевого соленоида.

Напряженность магнитного поля рассчитывается по силе тока в соленоиде, а вектор индукции магнитного поля в сердечнике измеря­ется с помощью баллистического гальванометра.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!