Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 98
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра Физики
отчет
по лабораторной работе №16
по дисциплине «Физика»
Тема: «Измерение магнитного поля Земли»
| Студент гр. 9492 | | Скотаренко Д.Д. |
| Преподаватель | | Альтмарк А. М. |
Санкт-Петербург
2020
Цель работы.
Изучение явления электромагнитной индукции; измерение индукции магнитного поля Земли.
Приборы и принадлежности:
Измерительная установка с вращающейся катушкой и интегрирующим усилителем.
Основные теоретические положения:
Факт существования магнитного поля Земли известен давно, однако развитой количественной теории этого поля в настоящее время не существует: предполагается, что главным источником поля являются вихревые токи в жидком ядре Земли. В первом приближении геомагнитное поле соответствует полю намагниченного шара, Северный полюс которого находится в Южном полушарии Земли, а Южный полюс – в Северном. Линии индукции магнитного поля Земли представляют собой замкнутые кривые, которые выходят из центра Земли через Южное полушарие, огибают поверхность Земли и через Северное полушарие возвращаются к центру.
В данной работе определение индукции магнитного поля основывается на использовании явления электромагнитной индукции. При повороте контура, состоящего из N витков, в однородном магнитном поле с индукцией В в нем наводится электродвижущая сила (ЭДС) электромагнитной индукции
,где
— полный магнитный поток (потокосцепление), сцепленный с контуром;
– поток вектора 
через плоскую поверхность площадью S, охватываемую контуром;
— вектор, равный S по модулю и направленный по нормали к этой поверхности; 
– единичный вектор (орт) нормали; 
– угол между векторами и .Возникающая ЭДС индукции вызывает в контуре сопротивлением индукционный ток
(Ток определяется указанной формулой, если время переходного процесса в контуре индуктивностью L много меньше времени его поворота в магнитном поле. В работе это условие выполняется.) При этом через поперечное сечение проводников контура за время его поворота t переносится заряд
Если в цепь контура включить конденсатор емкостью С, то за время t напряжение на его обкладках изменится на величину
или, с учетом выражения для индукционного тока,
здесь
– поток вектора B, пронизывающий контур в его начальном положении, а 
– в конечном.При повороте контура на 180° нормаль также повернется на 180°, тогда
= BS cos(180°+ ) = – BS cos = и
Выбрав начальное положение контура так, что
= 0 (векторы 
и 
параллельны), получим 
= BS и
Используя это соотношение, по заданным N, С, R, S и измеренной величине U можно рассчитать значение индукции В.
Теоретические вопросы
Вопрос №61: Что такое гистерезис? Нарисуйте пример петли гистерезиса для ферромагнетиков. Укажите характерные точки на петле гистерезиса.
Гистерезис – свойство систем, мгновенный отклик которых на приложенные к ним воздействия зависит в том числе и от их текущего состояния, а поведение системы на интервале времени во многом определяется её предысторией.
Магнитный гистерезис — явление зависимости вектора намагниченности и вектора напряжённости магнитного поля в веществе не только от приложенного внешнего поля, но и от предыстории данного образца.
Магнитный гистерезис обычно проявляется в ферромагнетиках — Fe, Co, Ni и сплавах на их основе. Именно магнитным гистерезисом объясняется существование постоянных магнитов.
Н
а рисунке показана петля гистерезиса – график зависимости намагниченности вещества от напряжённости магнитного поля H:
Намагниченность
называется намагниченностью насыщенияНамагниченность
называется остаточной намагниченностью (этим обусловлено существование постоянных магнитов)Напряжённость
магнитного поля полностью размагниченного ферромагнетика называется коэрцитивной силой. Она характеризует способность ферромагнетика сохранять намагниченное состояние.Вопрос №66: Что такое динамическая петля магнитного гистерезиса?
Д
инамическая петля гистерезиса – это график нескольких циклов размагничивания-перемагничивания ферромагнетика, где отражаются потери намагниченности от многократного перемагничивания