ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Экспериментальное определение точки Кюри.

Лабораторная работа № 39

Определение точки Кюри с помощью трансформатора

Цель работы: определение точки Кюри с помощью трансформатора.

Приборы и принадлежности: вольтметр, термопара, сердечник.

Краткая теория метода и описание установки

Для определения точки Кюри в данной работе применяется установка, принципиальная схема которой приведена на рис. 9.

Рисунок 9

В нашей установке первичная обмотка имеет форму соленоида, длина которого l₁ во много больше, чем его диаметр (l₁>>d). Вторичная обмотка представляет собой катушку, намотанную на среднюю часть соленоида, причем длина катушки l₂<< l₁.

При прохождении переменного тока по первичной обмотке в железном сердечнике и исследуемом образце возникает изменяющийся во времени магнитный поток. Этот поток пересекает витки вторичной обмотки и наводит в ней ЭДС индукции. Напряжение, возникающее на выходах катушки, регистрирует вольтметр V₂.

Температура образца измеряется термопарой, один спай которой помещен в образец, а другой находится при комнатной температуре. При достижении температуры Кюри магнитные свойства образца изменяются, вследствие чего ЭДС индукции во вторичной обмотке резко падает, что отмечается вольтметром V₂ . Причина такого изменения заключается в следующем. Нагревательная спираль обладает как индуктивным, так и омическим сопротивлением. Коэффициент самоиндукции первичной обмотки зависит от ее параметров и материала. Напряжение на первичной обмотке равно U=U_R+U_L,

где U_R=J₁R₁ - падение напряжения на омическом сопротивлении;

U_L=- Е_инд- падение напряжения на чиcто индуктивном сопротивлении, численно равное ЭДС индукции, возникающей в первичной цепи. С другой стороны:

(закон Фарадея)

Е=Е_инд= - (1)

где Ф – магнитный поток, проходящий через N₁ витков первичной обмотки, равный Ф=Ф₁N₁,

Ф₁ – магнитикипоток, проходящий через один виток, такой же магнитный поток пронизывает каждый виток вторичной обмотки.

Ф₂=N₂Ф₁ – общий поток, проходящий через N₂ витков вторичной обмотки. Тогда ЭДС индукции в первичной и вторичной обмотках равна соответственно

Е₁= - N₁ и

В соответствии о законом Био-Савара-Лапласа магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой:

Ф=L₁ J₁ (2)

где L₁ - индуктивность первичной обмотки соленоида;

так как

N₁=n , Ф=BS,

B=m₀ m J₁n,

для магнитного потока Ф, сцепленного с соленоидом, получим

Ф=N₁Ф₁=N₁×BS=m m₀ n²J₁V,

где n – число витков на единицы длины соленоида.

Е₂=

так как величина

то показания прибора m dJ/dt в точке Кюри, переход ферромагнетика в парамагнетик, сопровождается уменьшением величины m в десятки раз, и показания вольтметра резко падают, приближаясь к значению без сердечника.

На этом основано определение точки Кюри ферромагнетиков.

Экспериментальное определение точки Кюри.

1. Изучить установку

2. Включить первичную обмотку в сеть и установить V=30 В

3. Записать показания вольтметра V₂ (ЭДС от вторичной обмотки) без сердечника и занести в таблицу.

4. Вставить сердечник в печь (в катушку).

5. Установить конец термопары в паз сердечника до упора.

Температура сердечника,

ЭДС _втор, мВ

ЭДС вторичной обмотки, мВ

6. Температуру сердечника и величину ЭДС вторичной обмотки (показание вольтметра V₂) записать в таблицу

7. Построить график зависимости E₂=E₂(t).

8. По графику определить температуру Т_к (точку Кюри) образца.

Вывод:

На практике определили температуру сердечника и величину ЭДС вторичной обмотки, по графику определили температуру Кюри Т_к = 200 ,выяснили, что при достижении точки Кюри показания вольтметра резко падают, приближаясь к значению без сердечника,данное явление объясняется тем, что магнитные свойства меняются: переход ферромагнетика в парамагнетик сопровождается уменьшением величины магнитной проницаемости - ЭДС вторичной обмотки прямо пропорционален .