Материал: 4319
16
1)В основе исследований лежат особенности структуры ферромагне-
тиков.
2)В процессе исследований будет наблюдаться влияние на структуру ферромагнетика внешнего магнитного поля.
3)Итоговым результатом станет гистерезис намагниченности опытного образца и значение его магнитной проницаемости.
ОБОСНОВАНИЕ МОДЕЛИ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1) Особенности структуры ферромагнетиков: при перемагничивании ферромагнетиков в переменном поле Н = f(t) процесс изменения магнитной индукции B поля в образце характеризуется симметричной замкнутой кривой, которая, вследствие запаздывания изменения индукции, называется петлей гистерезиса. Магнитной проницаемостью ферромагнетика называется величина, определяемая как:
1 B .0 H
2) При размещении ненамагниченного ферромагнетика (поликристаллического образца) во внешнем магнитном поле, например, в поле соленоида с током, происходит его принудительное или «техническое» намагничивание, при котором все домены образца полно-
стью или частично ориентируются в направлении напряженности намагничивающего поля.
3) Цель работы включает в себя решение следующих задач: построение петли гистерезиса намагниченности опытного образца во внешнем магнитном поле с помощью специальной установки, определение магнитной проницаемости ферромагнетика, расчет доверительного интервала для искомой величины, анализ результатов, составление выводов.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Магнитная проницаемость ферромагнетика может быть определена через максимальные значения Вm и Нm, относящиеся к любой из основных петель гистерезиса (см. рис.), по формуле:
1 Bm ,0 Hm
где 0 = 4 10-7 Г/м.
17
Схема установки содержит следующие элементы: генератор переменного напряжения (блок ГН1); ФО – ферромагнитный образец (сердечник трансформатора); N1 – намагничивающая обмотка; N2 – измерительная обмотка; R и С – резистор и конденсатор RC-цепочки; R1 – резистор для получения напряжения Ux; электронный осциллограф. Все эти элементы находятся на стенде С3-ЭМ01.
Энергия гистерезисных потерь, расходуемая за один полный цикл перемагничивания какого-либо образца, равна произведению объема образца Vo на площадь петли гистерезиса в координатах (В, Н), т.е.
W V0 H dB .
Она переходит в тепловую энергию образца. При перемагничивании ферромагнетик нагревается. Мощность, расходуемая за один цикл Т = 1/ на перемагничивание ферромагнитного образца, по определению:
|
|
|
|
|
P |
W |
W . |
|
|
|
|
|
T |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ее можно определить по формуле: |
|
||||||
|
|
|
|
|
P Sr , |
||
где Kx K y |
|
N1 RC |
; Sr |
X dY |
– площадь петли гистерезиса на экране |
||
|
|
N2 R1 |
|
|
|
|
|
осциллографа в координатах (х; у), измеряемая в квадратных делениях шкалы экрана осциллографа.
18
Вывод:
1)В основе исследований лежит доменная намагниченность ферромагнетиков, выраженная в их магнитном гистерезисе во внешнем переменном магнитном поле.
2)Значение магнитной проницаемости с учетом погрешности осциллографа
1500 150.
3)В современных компьютерных технологиях ферромагнетики используются как накопители и хранители информации (жесткие диски).
Экспериментальные исследования проводятся в группах по 3-5 человек в соответствии с распределенным в начале семестра вариантом индивидуальной траектории, в котором указываются темы исследований.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ РЕФЕРАТОВ
Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам. По результатам изучения приведенных тем студент составляет конспект или оформляет реферат. Темы заданий, вынесенных на самостоятельную работу, приводятся в таблице.
№ п/п |
Тема |
|
Номер источника |
|
|
|
|
1. |
Пеленгующие устройства. |
1 |
осн.л., доп. л. 4-5 |
2. |
Полупроводниковые лазеры и их харак- |
1 |
осн. л., доп. л. 4-5 |
|
теристики. |
||
|
|
|
|
3. |
Новейшие технологии получения p-n пе- |
1 |
осн. л., доп. л. 2, 4-5 |
|
реходов с лазерным легированием. |
||
|
|
|
|
4. |
Диоды Ганна. Лавино-пролетные диоды. |
|
|
|
СВЧ генерация в аналоговой электрони- |
1 |
осн. л., доп. л. 2, 4-5 |
|
ке. |
|
|
5. |
Приборы аналоговой электроники на |
1 |
осн. л., доп. л. 2, 4-5 |
|
двумерном электронном газе |
||
|
|
|
|
6. |
Приборы аналоговой электроники с резо- |
1 |
осн. л., доп. л. 4-5 |
|
нансным туннелированием. |
||
|
|
|
19
7. |
Интерференционные приборы, приборы с |
|
|
одномерной и ноль-мерной проводимо- |
1 осн. л., доп. л. 4-5 |
|
стью. |
|
Подготовка рефератов направлена на развитие и закрепление у студентов навыков самостоятельного глубокого, творческого и всестороннего анализа научной, методической и другой литературы по актуальным проблемам дисциплины; на выработку навыков и умений грамотно и убедительно излагать материал, четко формулировать теоретические обобщения, выводы и практические рекомендации.
Рефераты должны отвечать высоким квалификационным требованиям в отношении научности содержания и оформления.
Темы рефератов, как правило, посвящены рассмотрению одной проблемы. Объем реферата может быть от 5 до 15 страниц машинописного текста (список литературы и приложения в объем не входят).
Текстовая часть работы состоит из введения, основной части и заключения.
Во введении студент кратко обосновывает актуальность избранной темы реферата, раскрывает конкретные цели и задачи, которые он собирается решить в ходе своего небольшого исследования.
Восновной части подробно раскрывается содержание вопроса (вопросов) темы.
Взаключении кратко должны быть сформулированы полученные результаты исследования и даны выводы. Кроме того, заключение может включать предложения автора, в том числе и по дальнейшему изучению заинтересовавшей его проблемы.
Всписок литературы студент включает только те документы, которые он использовал при написании реферата.
Вприложении (приложениях) к реферату могут выноситься таблицы, графики, схемы и другие вспомогательные материалы, на которые имеются ссылки в тексте реферата.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ
КЭКЗАМЕНУ
Впериод подготовки к экзамену студенты вновь обращаются к пройденному учебному материалу. При этом они не только закрепляют полученные знания, но и получают новые.
Литература для подготовки к экзамену рекомендуется преподавателем либо указана в учебно-методическом комплексе. Для полноты учебной информации и ее сравнения лучше использовать не менее двух учебников. Сту-
20
дент вправе сам придерживаться любой из представленных в учебниках точек зрения по спорной проблеме (в том числе отличной от преподавательской), но при условии достаточной научной аргументации.
Основным источником подготовки к экзамену является конспект лекций, где учебный материал дается в систематизированном виде, основные положения его детализируются, подкрепляются современными фактами и информацией, которые в силу новизны не вошли в опубликованные печатные источники. В ходе подготовки к экзамену студентам необходимо обращать внимание не только на уровень запоминания, но и на степень понимания излагаемых проблем.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Изучение дисциплины следует начинать с проработки данных методических указаний по самостоятельной работе, особое внимание уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса.
Студентам рекомендуется получить в библиотеке ВГЛТУ учебную литературу по дисциплине, необходимую для эффективной работы на всех видах аудиторных занятий, а также для самостоятельной работы по изучению дисциплины.
Успешное освоение курса предполагает активное, творческое участие студента путем планомерной, повседневной работы.