III. Описание экспериментальной установки и метода измерения

Электрическая схема установки представлена на рис.5.

Исследуемый образец ферромагнетика выполнен в виде тороида из углероди­стой стали сечением S=4,7 см², на которой намотаны две обмотки. Первич­ная (намагничивающая) L₁ с плотностью намотки n=500 1/м (500 витков на метр), через ключ К₂ и реостат R подключена к выпрямителю. Ток в обмотке L₁ регулируется как реостатом, так и ступенчатым потенциомет­ром выпрямителя, а измеряется амперметром, расположенным на передней панели установки.

Вторичная (измерительная) обмотка имеет число витков N = 5. Её выводы (на схеме L₂) через ключ К₁ подключены к милливеберометру mWВ. Если замкнуть ключ К₂, то по первичной обмотке потечет ток I₁, который в тороиде создает магнитное поле с индукцией .

Ключом К₃ можно за короткий промежуток времени из­менить направление тока I₁ на противоположное. Тогда на противополож­ное изменится и направление вектора магнитной индукции . Следовательно, изменится на противоположный и знак у магнитного потока, величина же его останется неизменной: . Изменение магнитного потока при этом будет равно:

(8)

Это изменение магнитного потока, согласно закону электромаг­нитной индукции Фарадея, на концах вторичной обмотки L₂ вызовет ЭДС индукции, среднее значение которой можно определить по формуле:

(9)

C учетом (8) формула (9) примет вид:

(10)

Величина ψ=NФ называется потокосцеплением, формула (8) для потокосцепления запишется следующим образом:

(11)

Тогда (10) можно переписать:

(12)

В соответствии с формулой (5) поток магнитной индукции для тороида сечением S запишется:

Ф=ВS (13)

Подставим (13) в (10), получим:

(14)

Приравняв правые части (12) и (14) получим:

(15)

И, решив последнее выражение относительно , получим

(16)

Таким образом, зная N и S, и измерив с помощью милливеберометра , по формуле (16) можно вычислить .