东北大学物理实验电桥的使用 实际体会详细过程

时间:2024.4.14

 (1)实验前

        进教室以后,把书包什么的放到一个角落里,不能放实验台上,占地方。把实验报告和书拿出来,最好再拿个本好随时记老师说的注意事项。教室的黑板上有板书,有关电桥实验的原理的一些东西,还有就是一些需要的数据。可以把一些必需数据抄下来。

        老师检查实验报告,完毕后在你名字前面打个勾。

        实验室一共有四张拼起来的大桌子,一个大桌子是四个桌子拼成的。前面两大张桌子摆放的是双臂电桥测低电阻的器材,后面两大张摆放的是自组惠斯登电桥测电阻的器材。做实验的时候,可以选择先做双臂电桥还是自组电桥,不过同时由于实验室空间有限,所以只能是在同一时间有一半的人做双臂电桥,另一半的人做自组电桥。这就意味着,你可以先做双臂电桥或者自组电桥,而当你做完第一个实验以后,实验室里所有的电路的组装以及设置(包括你还没做的实验器材的组装及设置)都已经完成了,那么实际上你只需要做其中一个实验的操作就可以得到两个实验的数据。

        老师将实验报告全部检查完毕后开始讲解实验原理及操作。

        老师讲解的还是非常细致的,基本上从开始到结束每个流程都讲得很具体,所以需要把老师说的步骤尽量完整的记下来,尤其是一些数据,在做实验时,具体实验时的数据与书上的数据并不是完全一致的。  

         (2)实验

        一.双臂电桥测低电阻。

        这也是老师讲解实验步骤的顺序,因为双臂电桥测低电阻接线操作相对较简单。

        http://fmn.rrimg.com/fmn060/20110922/1900/b_large_5ucF_35e2000144021260.jpg

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                双臂电桥,左上角圆柱形物体为BZ 3型标准电阻,标准电阻右为滑动变阻器

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                                                             双臂电桥左下角

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                                                       双臂电桥电阻部分

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     最上方为滑动变阻器,滑动变阻器与双臂电桥夹着的东西是待测电阻

(当时忘了照了,其实待测电阻最左边的那个红头(能看到一点)和BZ 3型标准电阻(左上角,滑动变阻器左边的那个……)是用粗铜线连接着的。)

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  BZ 3型标准电阻,同样忘了照了,这是从网上找的,不过实物也是这个样子

还有一个双刀双掷开关,这个我也忘照了……反省中…………

需要注意的是开关上的接线柱,我从网上找到了一个类似的

http://fmn.rrimg.com/fmn057/20110922/1920/b_large_9A1w_7c97000144e91210.jpg

接线柱就是类似这样的东西,一边两个黑色的接线柱一边两个红色的接线柱。

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实际开关的一部分,可以看到上下两个黑色的接线柱

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                                                                      电源

所用的仪器就些,下面首先组装电路

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图上所标的“红”,“黑”即为刚才双刀双掷开关上面的红黑接线柱,当然其他的接法也可以,不过这种是最正规的一种。

其他的接线就很简单了,按照线路图来就好,接线的时候不能交叉,最好是黄线接正极,蓝线接负极。

准备及注意事项:

双臂电桥:1.要确定R1、R2的值,这个值取决于试验台上的BZ3型标准电阻,如果标准电阻是0.01Ω,那么R1=R2=10^2Ω;如果标准电阻是0.001Ω,那么R1=R2=10Ω。R1与R2的阻值事先在双臂电桥面板上调好。同时将右侧五个档旋回0.

2.有关“粗”,“细”键,书中要求是“先点按双臂电桥上的‘粗’键,调测量盘使电桥平衡,后点按‘细’键,调测量盘使电桥平衡”,不过实验过程中由于手不够使,所以不管“粗”键,同时还要把“细”键按下让它不弹起,方法就是按下“细”键后顺时针旋转90度。整个实验过程中“细”键都是按下的,实验时不用再考虑。

电源:电源自带电流表与电压表,整个实验过程中要注意电压不得大于15V,电流要在0.7到0.8安培之间。接线时接两端的接线柱,即红色与黑色的接线柱(正负我也没搞太明白,当时我是红正黑负做的……)。

BZ 3型标准电阻:电阻内部有非固态物质用于维持温度稳定。老师特意强调在实验过程中一定要注意电阻不要倾斜!

检流计:检流计的中间有个旋钮,最左面是关闭,往右依次是4*1^-6 A ,4*10^-8 A,4*10^-9 A,由于我们要测低电阻,所以双臂电桥实验中检流计的档位应调到4*10^-9 A,并用下方的“调零”旋钮调好零点。

注:实验中不需要用到“短路”键。

这里我说下我自己使用检流计的体会吧,首先就是点按 ,其次是点按到什么程度可以一直按。书中给的标准是接近0刻度时,不过这个实际使用中真不好判断,毕竟它一跳一跳的谁知道什么时候接近0刻度呢……

把检流计旋钮旋到指定档位以后如果还没按“电计”键,指针一般是停在0刻度的,这时候点按,指针跳动一下,再安,指针又跳动一下,再按……一直到感觉按下去以后指针不怎么跳了,动得特别费劲的时候就可以一直按住了,然后再微调吧。

另外我还见到一个调好档位,没按“电计”键的时候指针指向负的最大值的检流计。这个时候同样也是点按“电计”,观察指针往正的最大值方向跳得迅猛程度。一般刚开始没调的时候基本是很快就跳到正的最大值处了,然后同样渐渐调阻值,点按,调阻值,点按……一直到指针到了中间左右有要停的趋势了,就可以一直按住了,然后微调。

流程:

电桥上的阻值、检流计档位预先设置好。

1.接好电路,滑动变阻器调到最大值。

2.打开电源开关,掷下开关。调节滑动变阻器使电压小于15V,电流在0.7到0.8之间。这里电压一般都不会大于15V,所以主要还是调电流,电流到范围以内了基本电压也合格。

3.检流计点按,测数据,记录结果。

4.将双刀双掷开关反向。(同时我觉得应该将电桥面板上检流计那两个接线柱上的导线互换下位置,我当时就是那么做的,因为没互换位置的话数据差太大,此时检流计的两条导线应该是交叉的)

5.检流计点按,测数据,记录结果。

6.结束。

双臂电桥测低电阻只需要测两次数据即可(一次正向一次反向)!

故障:若电源打开,开关掷下以后只有电压没有电流,则可能是:

1.整个电路中有导线断了,检查一下。

2.出现了虚接,即虽然接触但是没拧紧,尤其是电源的两根,由于仪器自身的原因不太好拧。

3.找老师吧……

二、自组电桥测电阻及灵敏度。

先上图

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                                    左:单刀双掷开关              右:待测电阻

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                                                                    电阻箱

另外还用到刚才所用的电源以及检流计。

准备及注意事项:

待测电阻:只用3号电阻,即上面所写的“3”的那个。阻值大约5000Ω。

电阻箱:一共有三个,R1=3000Ω,R2=300Ω,R0预置为50000Ω(与书中所写不一样)。

检流计:档位跳到4*10^-8Ω.其余照旧。

电源:电压小于15V,电流无要求,因为该电路中电流过小,所以不做要求。(此时因为电路中无滑动变阻器,所以若接通电源后电压大于15V,此时可调节电源面板上电压下面的两个旋钮即可)

开关:该开关为单刀双掷开关,实际接线时只要接一红一黑即可。

需要注意的是粗测与细测的问题:

开关怎么掷算粗测,怎么掷算细测呢?这个与接线方式有关,实验室中开关的接线柱有两种,一种如上图所示,另一种黑色的接线柱移到了右边,与剩下的两个红色接线柱排成三角形。

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                                                                两种接线柱

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按照第一种接线柱排列,这时候:

A:细测

B:粗测

C:粗测

D:细测

即掷向的方向与红黑相连的方向一致时为细测,相反时为粗测。另一种开关接线柱排列亦然。

实验流程:

预先调好各个电阻箱的阻值,调好检流计的档位并调零。

1.连接电路。

由于该实验需要连接的电路较多,所以推荐按照电路图摆放器件,这样会简单许多。

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                                                        电路连接模拟图

电阻箱的“外侧”连电阻箱的“外侧”,电阻箱的“内侧”连电阻箱的“内侧”。

2.粗测,这里实验的步骤与书中写的就大致相同了,粗测的时候不需要记录数据。

3.细测,测量,记录数据。

4.重复测量,将电阻箱旋钮都旋动一下,并置于原位置,这是因为电阻箱内部某些部件在实验过程中会形变,所以旋动一下会将其恢复原状,减小误差。重复细测,共测5次。

5.测量灵敏度。增加(或减少)R0值,使指针左偏及右偏10个小格(即从0到4的距离,阻值从百位调就可以,没有必要一点一点试)。记下R0改变量。

6.结束。

实验过程结束。

实验记录的表格里,自组电桥测电阻里的平均值、S,双臂电桥测低电阻里的平均值可以先不写。

(3)实验后

将报告交给老师检查,合格后教师签字,在封面上盖个章,把连接好的电路恢复原状,然后就可以走了。

至此,实验2.8 电桥的使用 结束。

PS:思考题……我也在思考……

“走进实验室”第二弹!东北大学 物理实验2.4 分光计的调节与使用 实际体会

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第二篇:东北大学物理实验报告


实验一  霍尔效应及其应用

【预习思考题】

1.列出计算霍尔系数 、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。

霍尔系数 ,载流子浓度 ,电导率 ,迁移率 。

2.如已知霍尔样品的工作电流 及磁感应强度B的方向,如何判断样品的导电类型?

以根据右手螺旋定则,从工作电流 旋到磁感应强度B确定的方向为正向,若测得的霍尔电压 为正,则样品为P型,反之则为N型。

3.本实验为什么要用3个换向开关?

为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电流 及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了测量霍尔电压 ,还要测量A、C间的电位差 ,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。总之,一共需要3个换向开关。

【分析讨论题】

1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式(5.2-5) 测出的霍尔系数 比实际值大还是小?要准确测定 值应怎样进行?

若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,则测出的霍尔系数 比实际值偏小。要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交,或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。

2.若已知霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源?

误差来源有:测量工作电流 的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压 的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。

实验二 声速的测量

【预习思考题】

1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态?为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定?

答:缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮,使交流毫伏表指针指示达到最大(或晶体管电压表的示值达到最大),此时系统处于共振状态,显示共振发生的信号指示灯亮,信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置,当发射换能器S1处于共振状态时,发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处,媒质压缩形变最大,则产生的声压最大,接收换能器S2接收到的声压为最大,转变成电信号,晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置,即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定,可以容易和准确地测定波节的位置,提高测量的准确度。

2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的?

答:压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力,发生机械形变时,会发生极化,同时在极化方向产生电场,这种特性称为压电效应。反之,如果在压电材料上加交变电场,材料会发生机械形变,这被称为逆压电效应。声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应,压电陶瓷环片在交变电压作用下,发生纵向机械振动,在空气中激发超声波,把电信号转变成了声信号。换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应,空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变,从而产生电场,把声信号转变成了电信号。

【分析讨论题】

1. 为什么接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值?

答:两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。其驻波方程为                             

                           

       

A(x)为合成后各点的振幅。当声波在媒质中传播时,媒质中的压强也随着时间和位置发生变化,所以也常用声压P描述驻波。声波为疏密波,有声波传播的媒质在压缩或膨胀时,来不及和外界交换热量,可近似看作是绝热过程。气体做绝热膨胀,则压强减小;做绝热压缩,则压强增大。媒质体元的位移最大处为波腹,此处可看作既未压缩也未膨胀,则声压为零,媒质体元位移为零处为波节,此处压缩形变最大,则声压最大。由此可知,声波在媒质中传播形成驻波时,声压和位移的相位差为 。令P(x)为驻波的声压振幅,驻波的声压表达式为

                         

波节处声压最大,转换成电信号电压最大。所以接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值。

2. 用逐差法处理数据的优点是什么?

答:逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法,是对等间隔变化的被测物理量的数据,进行逐项或隔项相减,来获得实验结果的数据处理方法。逐差法进行数据处理有很多优点,可以验证函数的表达形式,也可以充分利用所测数据,具有对数据取平均的效果,起到减小随机误差的作用。本实验用隔项逐差法处理数据,减小了测量的随机误差。

实验三  衍射光栅

【预习思考题】

1. 如何调整分光计到待测状态?

答:(1)调节望远镜适合接收平行光,且其光轴垂直于仪器中心轴;

(2)平行光管能发出平行光,且其光轴垂直于仪器中心轴;

(3)载物台的台面垂直于仪器中心轴。

2. 调节光栅平面与入射光垂直时,为什么只调节载物台调平螺钉b、c,而当各级谱线左右两侧不等高时,又只能调节载物台调平螺钉a?

答:调节光栅平面与入射光垂直时,光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上,望远镜和平行光管已调好,调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角,只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+”字像与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合,此时光栅平面与入射光垂直。

    当各级谱线左右两侧不等高时,说明光栅刻线与载物台平面不垂直,调节b、c破坏入射光垂直光栅面,只调节a即可使各级谱线左右两侧等高。

【分析讨论题】

1. 利用本实验的装置如何测定光栅常数?

答:与实验步骤一样,调出光谱线,已知绿光波长 m,测量一级( )绿光衍射角 ,根据光栅方程 ,可计算出光栅常数d 。

2. 三棱镜的分辨本领 ,b是三棱镜底边边长,一般三棱镜 约为1000cm-1。问边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有相同的分辨率?

解:已知:实验测得 =27000, cm-1       求b。

由  得   b= (cm)

答:略。

实验四  多用电表的设计与制作

【分析讨论题】

1.    校准电表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低,即 总向一个方向偏,试问这是什么原因造成的?欲使 有正有负(合理偏向)应采取什么措施?

分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况,导致读数都偏高或偏低。欲使 有正有负(合理偏向)应选择合适的分流电阻或分压电阻。

2.    证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。

满偏时(因Rx=0)                

半偏时                         

可得中值电阻                           综合内阻

实验五 迈克耳孙干涉仪的调整与使用

【预习思考题】

1.  迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的?

答:迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。

2.  迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的?条纹形状如何?随M1、M2’的间距d如何变化?

答:(1)等倾干涉条纹的产生通常需要面光源,且M1、M2’应严格平行;等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行,而是有微小夹角,且二者之间所加的空气膜较薄。

(2)等倾干涉为圆条纹,等厚干涉为直条纹。

(3)d越大,条纹越细越密;d 越小,条纹就越粗越疏。

3.  什么样条件下,白光也会产生等厚干涉条纹?当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时,M1、M2’两镜子的位置成什么关系?

答:白光由于是复色光,相干长度较小,所以只有M1、M2’距离非常接近时,才会有彩色的干涉条纹,且出现在两镜交线附近。

当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时,说明M1、M2’已相交。

【分析讨论题】

1.  用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同?

答:二者虽然都是圆条纹,但牛顿环属于等厚干涉的结果,并且等倾干涉条纹中心级次高,而牛顿环则是边缘的干涉级次高,所以当增大(或减小)空气层厚度时,等倾干涉条纹会向外涌出(或向中心缩进),而牛顿环则会向中心缩进(或向外涌出)。

2.  想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率?

答:首先将仪器调整到M1、M2’相交,即视场中央能看到白光的零级干涉条纹,然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中(主要是为了避免空程差),继续向原方向移动M1镜,直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时,记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N,根据 ,即可求出n。

实验六 用牛顿环法测定透镜的曲率半径

【预习思考题】

1.白光是复色光,不同波长的光经牛顿环装置各自发生干涉时,同级次的干涉条纹的半径不同,在重叠区域某些波长的光干涉相消,某些波长的光干涉相长,所以牛顿环将变成彩色的。

2.说明平板玻璃或平凸透镜的表面在该处不均匀,使等厚干涉条纹发生了形变。

3.因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动,托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。因此读数显微镜测得的距离是被测定物体的实际长度。

4.(1)调节目镜观察到清晰的叉丝;(2)使用调焦手轮时,要使目镜从靠近被测物处自下向上移动,以免挤压被测物,损坏目镜。(3)为防止空程差,测量时应单方向旋转测微鼓轮。

5.因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响,使牛顿环的中心不易确定,测量其半径必然增大测量的误差。所以在实验中通常测量其直径以减小误差,提高精度。

6.有附加光程差d0,空气膜上下表面的光程差 =2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1) /2,k=0,1,2…,暗环半径rk= ;则Dm2=(m —d0)R,Dn2= (n —d0)R,R= 。

【分析讨论题】

1.  把待测表面放在水平放置的标准的平板玻璃上,用平行光垂直照射时,若产生牛顿环现象,则待测表面为球面;轻压待测表面时,环向中心移动,则为凸面;若环向中心外移动,则为凹面。

  2.牛顿环法测透镜曲率半径的特点是:实验条件简单,操作简便,直观且精度高。

  3.参考答案

 若实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k,

a2=kR   k=

 =2d35+ +d0=(2k+1)                        (k=0,1,2…)

d=

实验七 传感器专题实验

电涡流传感器

【预习思考题】

1.电涡流传感器与其它传感器比较有什么优缺点?

这种传感器具有非接触测量的特点,而且还具有测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、结构简单及安装方便等优点。缺点是电涡流位移传感器只能在一定范围内呈线性关系。

2.本试验采用的变换电路是什么电路。

本实验中电涡流传感器的测量电路采用定频调幅式测量电路。

【分析讨论题】

1.若此传感器仅用来测量振动频率,工作点问题是否仍十分重要?

我们所说的工作点是指在振幅测量时的最佳工作点,即传感器线性区域的中间位置。若测量振幅时工作点选择不当,会使波形失真而造成测量的误差或错误。但仅测量频率时波形失真不会改变其频率值。所以,仅测量频率时工作点问题不是十分重要。

2.如何能提高电涡流传感器的线性范围?

一般情况下,被测体导电率越高,灵敏度越高,在相同的量程下,其线性范围越宽线性范围还与传感器线圈的形状和尺寸有关。线圈外径大时,传感器敏感范围大,线性范围相应也增大,但灵敏度低;线圈外径小时,线性范围小,但灵敏度增大。可根据不同要求,选取不同的线圈内径、外径及厚度参数。

霍尔传感器

【预习思考题】

1.写出调整霍尔式传感器的简明步骤。

(1)按图6.2-6接线;

(2)差动放大器调零;

(3)接入霍尔式传感器,安装测微头使之与振动台吸合;

(4)上下移动测微头±4mm,每隔0.5mm读取相应的输出电压值。

2.结合梯度磁场分布,解释为什么霍尔片的初始位置应处于环形磁场的中间。

在环形磁场的中间位置磁感应强度B为零。由霍尔式传感器的工作原理可知,当霍尔元件通以稳定电流时,霍尔电压UH的值仅取决于霍尔元件在梯度磁场中的位移x,并在零点附近的一定范围内存在近似线性关系。

【分析讨论题】

  1.测量振幅和称重时的作用有何不同?为什么?

测量振幅时,直接测量位移与电压的关系。要求先根据测量数据作出U~x关系曲线,标出线性区,求出线性度和灵敏度。称重时测量电压与位移的关系,再换算成电压与重量的关系。振动台作为称重平台,逐步放上砝码,依次记下表头读数,并做出U~W曲线。在平台上另放置一未知重量之物品,根据表头读数从U~W曲线中求得其重量。

  2.描述并解释实验内容2的示波器上观察到的波形。

交流激励作用下其输出~输入特性与直流激励特性有较大的不同,灵敏度和线性区域都发生了变化。示波器上的波形在振幅不太大时为一正弦波。若振幅太大,超出了其线性范围,则波形会发生畸变。

试验八 铁磁材料磁滞回线的测绘

【预习思考题】

1. 测绘磁滞回线和磁化曲线前为何先要退磁?如何退磁?

答:由于铁磁材料磁化过程的不可逆性即具有剩磁的特点,在测定磁化曲线和磁滞回线时,首先必须对铁磁材料预先进行退磁,以保证外加磁场H=0时B=0。退磁的方法,从理论上分析,要消除剩余磁感应强度Br,只需要通以反向电流,使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽力即可,但实际上矫顽力的大小通常并不知道,则无法确定退磁电流的大小。常采用的退磁方法是首先给要退磁的材料加上一个大于(至少等于)原磁化场的交变磁场(本实验中顺时针方向转动“U选择”旋钮,令U从0依次增至3V),铁磁材料的磁化过程是一簇逐渐扩大的磁滞回线。然后逐渐减小外加磁场,(本实验中逆时针方向转动旋钮,将U从最大值依次降为0),则会出现一簇逐渐减小而最终趋向原点的磁滞回线。当外加磁场H减小到零时,铁磁材料的磁感应强度B亦同时降为零,即达到完全退磁。

2. 如何判断铁磁材料属于软、硬磁性材料?

答:软磁材料的特点是:磁导率大,矫顽力小,磁滞损耗小,磁滞回线呈长条状;硬磁材料的特点是:剩磁大,矫顽力也大,磁滞特性显著,磁滞回线包围的面积肥大。

【分析讨论题】

1. 本实验通过什么方法获得H和B两个磁学量?简述其基本原理。

答:本实验采用非电量电测技术的参量转换测量法,将不易测量的磁学量转换为易于测量的电学量进行测定。按测试仪上所给的电路图连接线路,将电压UH和UB分别加到示波器的“x输入”和“y输入”,便可观察到样品的磁滞回线,同时利用示波器测绘出基本磁化曲线和磁滞回线上某些点的UH和UB值。根据安培环路定律,样品的磁化场强为

 (L为样品的平均磁路)

根据法拉弟电磁感应定律,样品的磁感应强度瞬时值

由以上两个公式可将测定的UH和UB值转换成H和B值,并作出H~B曲线。

【实验仪器】

2. 铁磁材料的磁化过程是可逆过程还是不可逆过程?用磁滞回线来解释。

答:铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。铁磁材料在外加磁场中被磁化时,外加磁场强度H与铁磁材料的磁感应强度B的大小是非线性关系。当磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之以曲线上升,当H增加到Hm时,B几乎不再增加,达到饱和值Bm,从O到达饱和状态这段B-H曲线,称为起始磁化曲线。当外加磁场强度H从Hm减小时,铁磁材料的磁感应强度B也随之减小,但不沿原曲线返回,而是沿另一曲线下降。当H下降为零时,B不为零,仍保留一定的剩磁Br,使磁场反向增加到-Hc时,磁感应强度B下降为零。继续增加反向磁场到-Hm,后逐渐减小反向磁场直至为零,再加上正向磁场直至Hm,则得到一条闭合曲线,称为磁滞回线。从铁磁材料的起始磁化曲线和磁滞回线可以看到,外加磁场强度H从Hm减小到零时的退磁曲线与磁场H从零开始增加到Hm时的起始磁化曲线不重合,说明退磁过程不能重复起始磁化过程的每一状态,所以铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。

实验九 用动态法测定金属棒的杨氏模量

【预习思考题】

1.试样固有频率和共振频率有何不同,有何关系?

固有频率只由系统本身的性质决定。和共振频率是两个不同的概念,它们之间的关系为:

式中Q为试样的机械品质因数。一般悬挂法测杨氏模量时,Q值的最小值约为50,所以共振频率和固有频率相比只偏低0.005%,故实验中都是用f共代替f固,

2.如何尽快找到试样基频共振频率?

测试前根据试样的材质、尺寸、质量,通过(5.7-3)式估算出共振频率的数值,在上述频率附近寻找。

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