Капиллярные явления в магнитных коллоидах (стр. 2 из 2)
Экспериментальная установка
Применяемая в данной работе установка состоит из плоского стеклянного капилляра (на внутренние стороны стенок которого нанесено токопроводящее покрытие) с прямоугольным сечением, который располагается так, что его нижний конец касается свободной поверхности магнитной жидкости в кювете. Для создания переменного электрического поля на стенки капилляра подается переменное напряжение от генератора звуковой частоты. Неоднородное постоянное магнитное поле создается с помощью катушки, на которую подается ток с источника тока В-24. Для более точного определения величины силы тока в катушке, последовательно к ней подключается амперметр.
Проведение эксперимента
Для исследования особенностей капиллярного подъема магнитной жидкости в переменном электрическом поле используются плоские стеклянные капилляры с прямоугольным сечением, с размерами (
х 
х 
)м, ( х х 
)м и ( х х 
)м. Для этого на стенки капилляра (на внутренние стороны которых нанесено токопроводящее покрытие) подавалось переменное напряжение от генератора звуковой частоты, который обеспечивает плавную регулировку амплитуды выходного переменного напряжения, а коэффициент нелинейных искажений при формировании выходного напряжения синусоидальной формы не превышает 2%. Капилляр располагается так, что его нижний конец касается свободной поверхности магнитной жидкости в кювете, благодаря чему жидкость за счет капиллярных сил поднимается на некоторую высоту. Подъем магнитной жидкости вдоль оси капилляра измеряется с помощью шкалы или линейки.Задание №1
Исследование зависимости высоты капиллярного подъема магнитной жидкости от частоты подаваемого на ячейку переменного электрического поля.
1. Собрать установку по схеме:
2. Магнитную жидкость залить в кювету, капилляр расположить так, чтобы его нижний конец касался свободной поверхности магнитной жидкости в кювете. Жидкость поднимется до определенного уровня.
3. Затем на капилляр подать ток.
4. С выбранным шагом увеличивать частоту подаваемого на ячейку электрического поля, измеряя высоту капиллярного подъема жидкости при каждом значении. Измерения проводить, пока МЖ в капилляре не остановится.
5. Полученные данные занести в таблицу:
U=...В
| ν,Гц | h,мм |
6. Повторить эти измерения при различных величинах напряжения электрического поля U.
7. Построить графики зависимости h(ν).
8. Сделать вывод.
Задание №2
Исследование зависимости высоты капиллярного подъема магнитной жидкости от амплитудного значения напряженности переменного электрического поля.
1. Выполнить 1-3 из задания №1.
2. Увеличивать напряжение, подаваемое на стенки капилляра, с шагом 1В, измеряя высоту капиллярного подъема жидкости при каждом значении.
3. Полученные данные занести в таблицу:
ν =…Гц
| U,В | h,мм |
4. Повторить измерения при различных значениях частоты электрического поля ν.
5. Построить графики зависимости h от амплитудного значения напряженности однородного переменного электрического поля Е.
6. Сделать вывод.
Задание №3.
Изучение особенностей совместного воздействия на капиллярные процессы магнитного и электрического полей.
Величину высоты подъема магнитной жидкости в капилляре (за счет действия переменного электрического поля) можно компенсировать дополнительным включением неоднородного постоянного магнитного поля.
1. Собрать установку согласно рисунку 1.
2. Магнитную жидкость залить в кювету, капилляр расположить так, чтобы его нижний конец касался свободной поверхности магнитной жидкости в кювете. Отметить до какого уровня поднялась жидкость в капилляре.
3. Подать на капилляр напряжение. МЖ поднимется на некоторую высоту.
4. Затем на катушку подать ток с источника тока В-24.
5. Подать магнитное поле и компенсировать с помощью него величину первоначального поднятия жидкости.
6. Увеличить напряжение электрического поля на 1В и снова компенсировать его магнитным. Повторить эти действия несколько раз, пока МЖ не перестанет подниматься в капилляре.
7. Построить график зависимости величины магнитного поля Н2 от величины электрического поля Е2.
8. По полученным данным сделать вывод.
Список литературы:
1. Савельев И.В. Курс физики. Москва «Наука», т.1, 1989г.
2. Диканский Ю.И., Беджанян М.А., Борисенко О.В. Исследование поверхностного натяжения и капиллярного подъема магнитной жидкости // Сб. физико-химические и прикладные проблемы магнитных жидкостей. Ставрополь, СГУ, 1997г.
3. Фейнман Р.И др. Фейнмановские лекции по физике. Электричество и магнетизм. М.: Мир, 1977г.
4. Bashtovoi V., Kuzhir P., Reks A. Capillary assension of magnetic fluids // J. Mag. Mag. Mat. – 2002г. – Vol. 252.
5. БорисенкоО.В., БеджанянМ.А. Investigation of surface tension and capillary rise of magnetic liquids // Сб. 8 международнаяконференцияпомагнитнымжидкостям. Румыния, Тимисоара, 29-30 июля 1998г.