Электричество и магнетизм, изучение свойств ферромагнетиков

(6.24)

5. Теоретически рассчитать распределение поля по оси соленоида по формуле (3.8) лабораторной работы № 2.

Расчет погрешностей

1. Расчет сопротивления датчика Холла и погрешности его определения.

Сопротивление датчика Холла определяется методом наименьших квадратов как угловой коэффициент в зависимости

. В этом случае уравнение линейной регрессии имеет вид: , и можно воспользоваться формулами (II.8), (II.9) для определения A0 и DA0, где , .

Удельного сопротивления датчика r находится по формуле:

,

Погрешность определения удельного сопротивления датчика Холла находится по формуле:

(6.25)

2. Расчет постоянных A и C и их погрешностей DA и DC в градуировочной прямой , описывающей зависимость холловской разности потенциалов Vx от магнитной индукции B осуществляется методом наименьших квадратов по формулам (II.8), (II.9), где , .

3. Рабочая формула для расчета постоянной Холла:

тогда случайная погрешность определяется как погрешность косвенного измерения и будет иметь вид:

.

Систематическая составляющая погрешности определяется классом точности амперметра :

,

Суммирование случайной и систематической погрешностей даст полную погрешность определения постоянной Холла:

4. Расчет концентрации носителей и ее погрешности.

Рабочая формула для расчета концентрации носителей:

Случайная составляющая погрешности определения n находится по формуле:

Суммарная ошибка с учетом приборной погрешности определения тока:

, (6.32)

где - среднее арифметическое значение тока, вычисленное при числе опытов m.

5. Расчет подвижности m носителей тока и ее погрешности.

Рабочая формула для определения m:

.

Погрешность косвенных измерений Dm подвижности носителей:

,

6. Расчет распределения магнитной индукции вдоль оси соленоида.

Рабочая формула для расчета распределения магнитной индукции вдоль оси соленоида Bx:

Погрешность измерения DBx определяется как погрешность косвенных измерений:

,

где - класс точности вольтметра, - класс точности амперметра.

Вопросы для самопроверки

Какая сила действует на заряд, движущийся в электрическом и магнитном полях? Определите направление действия силы.

Опишите физические процессы в металле и полупроводниках, приводящие к возникновению поперечной разности потенциалов относительно направлений векторов плотности тока и индукции магнитного поля .

Дайте определение подвижности носителей заряда в магнитном поле.

Как определить индукцию магнитного поля бесконечного и короткого соленоида?

Получите зависимость э. д. с. Холла от индукции магнитного поля, тока, протекающего через датчик и геометрических размеров образца.

Как определить концентрацию и подвижность носителей заряда, используя эффект Холла?

Лабораторная работа 4.

Изучение свойств феромагнетиков

Цель работы: изучение свойств ферромагнетиков; исследование динамической петли гистерезиса и кривой намагничения; определение характеристик ферромагнетика - остаточной индукции, коэрцитивной силы, магнитной проницаемости и потерь энергии на перемагничивание.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Если в магнитное поле, образованное токами в проводах, ввести то или иное вещество, поле изменится. Это объясняется тем, что всякое вещество является магнетиком, т.е. способно под действием магнитного поля намагничиваться - приобретать магнитный момент. Намагниченное вещество создает свое магнитное поле В, которое вместе с первичным полем В, обусловленным токами проводимости, образует результирующее поле

, (5.1)

Oпыты показывают, что магнетики могут как усиливать, так и ослаблять внешнее поле. Все магнетики делятся по своим магнитным свойствам на три класса: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Намагничивание пара - и диамагнетиков происходит следующим образом. В настоящее время установлено, что молекулы многих веществ обладают собственным магнитным моментом, обусловленным внутренним движением зарядов. Каждому магнитному моменту соответствует элементарный круговой ток, создающий в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитный момент молекулы представляет собой векторную сумму магнитных моментов электронов и ядер. Магнитный момент электрона, вызванный его движением по орбите вокруг ядра, называется орбитальным магнитным моментом. Кроме того, электрон обладает собственном магнитным моментом. Вещества, у которых магнитный момент атомов или молекул не равен нулю в отсутствие внешнего поля, называются парамагнетиками.

Если внешнее магнитное поле отсутствует, то магнитные моменты молекул парамагнетика ориентированы беспорядочно, поэтому обусловленное ими результирующее магнитное поле равно нулю. Равен нулю и суммарный магнитный момент вещества,

Если же парамагнитное вещество поместить во внешнее магнитное поле, то под действием этого поля магнитные моменты молекул приобретают преимущественную ориентацию в одном направлении и вещество намагничивается - его суммарный магнитный момент становится отличным от нуля. При этом магнитные поля отдельных молекул не компенсируют друг друга, и в результате возникает поле .

 Скачать реферат