Laboratorium Fizyki	Numer ćw E 1	Data ćw: 4-IV-98		Grupa: 11M	Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Temat ćwiczenia: Badanie ferromagnetyków
Wykonał: Kiniorski Rafał			Ocena:			Data:	Podpis:

1. Wiadomości wstępne

Własności magnetyczne materii określamy następującymi parametrami:

• przenikalnością magnetyczną próżni μ₀,

• przenikalnością magnetyczną materiału μ_r,

• indukcją magnetyczną J,

• namagnesowaniem M, lub podatnością magnetyczną χ,

Wielkości te związane są zależnością:

gdzie: H - natężenie pola magnetycznego.

Podatność magnetyczna i przenikalność magnetyczna charakteryzują magnetyczne własności materii.

Jeżeli podatność magnetyczną badanej próbki jest ujemna to substancję nazywamy diamagnetykiem. Materiały o dodatniej podatności magnetycznej nie większej od jedności nazywamy paramagnetykami.

Istnieją ciała takie jak: żelazo, nikiel, kobalt oraz ich związki które wykazują bardzo dużą podatność magnetyczną. Dokładne pomiary prowadzą do wniosku, że dla tych substancji małe pola magnetyczne wystarczają do całkowitego uporządkowania momentów magnetycznych wszystkich atomów próbki. Jeżeli momenty magnetyczne sąsiadujących atomów ustawiają się równolegle, ciało nazywa się ferromagnetykiem; jeżeli nie równolegle to są to materiały antyferromagnetyczne.

W ciałach ferromagnetycznych w miarę wzrostu tem. rośnie energia ruchu cieplnego atomów i namagnesowanie maleje.

Większość ciał nie wykazuje stałego namagnesowania. Zjawisko to można wytłumaczyć istnieniem wewnątrz próbki obszarów o momentach magnetycznych w pełni uporządkowanych, które są względem siebie ułożone przypadkowo. Obszary te nazywamy domenami, różnią się one wielkością i kierunkiem wypadkowym momentu magnetycznego.

Jeżeli ciało ferromagnetyczne umieścimy w słabym polu magnetycznym, to w miarę wzrostu pola granice między domenami przesuwają się i wzrasta namagnesowanie ciała. Przy małych natężeniach pola przesunięcie ścian domen są odwracalne, przy większych stają się nie odwracalne.

Materiały magnetyczne ze względu na kształt pętli histerezy dzielimy na miękkie i twarde. Twarde materiały mają dużą korekcję i dużą szerokość pętli, miękkie posiadają wąską i stromą pętlę, czyli małą korekcję.

Jedną z kilku metod wyznaczania pętli histerezy jest metoda wykorzystująca oscyloskop.

Rys. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania pętli histerezy.

Próbkę stanowi rdzeń w kształcie pierścienia, uzwojenie magnesujące, złożone z n₁ zwojów zasilane jest prądem przemiennym.

Prąd przemienny o natężeniu J₁ w uzwojeniu n₁ wytważa pole magnetyczne o natężeniu :

2. Wyniki pomiarów:

R2	R1	n1	n2	l [m2]	S	Sy	Sx	C1
82	10	250	200	0,0957	0,00015	50	0,2	1,5
napięcie	OBmax	OBr	OHmax	OH c	B max	Br	Hmax	Hc
V	cm	cm	cm	cm	Wb/m^2	Wb/m^2	A/m	A/m
1	0,4	0,2	0,3	0,1	86100,0	41000,0	15,674	5,225
2	0,7	0,3	0,5	0,2	143500,0	61500,0	26,123	10,449
3	1,0	0,4	0,6	0,3	205000,0	82000,0	31,348	15,674
4	1,3	0,6	0,8	0,4	266500,0	123000,0	41,797	19,854
5	1,6	0,8	1,0	0,4	328000,0	164000,0	52,247	20,899

1

---