Электричество и магнетизм изучение свойств ферромагнетиков (стр. 9 из 14)
3. Определить значения э. д. с. Холла Vx, соответствующие различным координатам датчика x при его перемещении вдоль оси соленоида. Используя градуировочную прямую
п.2, определить значения Вх в указанных положениях датчика и построить зависимость Вх от координаты 
(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
.Иначе происходит намагничивание веществ, молекулы которых при отсутствия. внешнего поля не имеют магнитного момента. Если полный магнитный момент каждой молекулы в отсутствие поля равен нулю, то вещество, состоящее из таких молекул, называется диамагнитным.
Внесение таких веществ во внешнее поле индуцирует элементарные круговые токи в молекулах, которые, молекулы, а вместе с ними и все вещество, приобретают магнитный момент, направленный в сторону, противоположную внешнему магнитному полю.
То есть, возникающее внутреннее поле
в диамагнетике ослабляет внешнее магнитное поле. Диа - и парамагнетики при внесении во внешнее магнитное поле намагничиваются слабо.Степень намагничивания магнетика характеризуется магнитным моментом единицы объема.
Эту величину называют намагниченностью и обозначают
.По определению
, (5.2)где
- объем магнетика 
- магнитный момент отдельной молекулы.Суммирование проводится по всем молекулам в объеме
.