Rok Akademicki 1994/95	LABORATORIUM FIZYCZNE
Nr Ćwiczenia 73	Temat: Pomiar podatności magnetycznej za pomocą wagi Guy'a.
Wydział: Mechaniczny Kierunek: I.Z.K. Grupa: 6.2.2	Krzysztof Bryła
Data	Ocena		Data zaliczenia ćwiczenia	Podpis
1995.05.25	T
	S

Początek ćwiczenia polegał jednak na wyznaczeniu charakterystyki B = f ( I ),
dla elektromagnesu używanego podczas ćwiczenia.

Ćwiczenie to miało na celu zapoznanie z metodą badania podatności magnetycznej, a właściwie z jedną z metod, wspominaną metodą wagi Guy`a.

Metoda ta polega na umieszczeniu próbki, w kształcie walca w szczelinie elektromagnesu w ten sposób, że na część próbki działa dość silne pole elektromagnetyczne, natomiast druga część jest pod działaniem pola o bardzo małej wartości. Wartość ta jest praktycznie pomijalna w stosunku do pola silnego.
Powoduje to powstawanie siły, która wciąga próbkę w głąb szczeliny. Siłę tą będziemy mogli obliczyć na podstawie zmian masy naszego układu.

W tym celu użyjemy poniższego układu pomiarowego:



Do obliczenia podatności magnetycznej zastosujemy wzór:



a ponieważ wcześniej ustaliliśmy, że H_Y >> H_Y0 , tak więc wzór przyjmie postać:




gdzie: F_x - siła oddziaływująca na badaną próbkę,
A - przekrój próbki,
H_Y, H_Y0 - wartości pola działające na próbkę,
μ₀ - przenikalność magnetyczna próżni.

Podczas ćwiczeń używaliśmy próbek dwóch substancji:
- siarczan cynku - ZnSO₄ ,
- chlorek żelaza - FeCl₃ .

Lp.	I	B
	[A]	[mT]
	1	75
	1,5	130
	2	160
	2,5	200
	3	250
	3,5	300
	4	350
	4,5	390
	5	440
	5,5	490

W początkowej części sprawozdania umieszczony jest wykres obrazujący tą
zależność.

Lp.	I	m	F	m	F
	[A]	[mg]	[mN]	[mg]	[mN]
1.	3	0	0	80	784,8
2.	4	0	0	140	1373,4
3.	5	0	0	290	2844,9
		ZnSO4		FeCl3

Wartości siły obliczyliśmy ze wzoru F = m⋅g .

Znając wartości siły, mogę przystąpić do obliczania podatności magnetycznej.

X = 2⋅F⋅A^-1⋅B^-2⋅μ_o

Zanim do tego przystąpię muszę obliczyć przekrój próbki:

A = π⋅r²

Wyniosły one odpowiednio:

- dla siarczanu r=6,35 [mm], A=126,7 [mm²]=126,7⋅10^-6 [m²],
- dla chlorku r=3,3[mm], A=34,2 [mm²]=34,2⋅10^-6 [m²].

Lp.	B	F	X	F	X
	[mT]	[mN]	[-]	[mN]	[-]
1	250	0	0	784,8	0,923
2	350	0	0	1373,4	0,824
3	440	0	0	2844,9	1,08
		ZnSO4		FeCl3

Obliczenia błędów maksymalnych metodą różniczki logarytmowanej:


a ponieważ F = m ⋅ g oraz A = π ⋅ r²
wzór ten przyjmie postać



lnX = ln2 + lnm + lng +lnμ₀ +lnπ + 2lnr + 2lnB

(lnX)' = (ln2)' + (lnm)' + (lng)' +(lnμ₀ )' + (lnπ )' + (2lnr)' + (2lnB)'
0 0 0 0



Poszczególne błędy pomiarowe:
- Δm = 10 mg,
- Δr = 0,05 mm,

- ΔB = 7,5 mT,

Błąd pomiarowy obliczyłem dla pomiaru drugiego

[ - ]
ΔX = 0,101 [ - ]

Wnioski:

- Użyta przez nas sól siarczanu cynku nie wykazywała jakiejkolwiek podatności
magnetycznej, zmiana masy była niezauważalna, prawdopodobnie jednak używana
przez nas waga nie była w stanie dokonać tak dokładnego pomiaru.
- Natomiast chlorek żelaza posiadał podatność magnetyczną rzędu 0,942 [ - ] , wraz
ze wzrostem prądu w zwojnicy elektromagnesu „masa” próbki zwiększała się
niestety jednak pomiary były obarczone dużym błędem maksymalnym, ΔX₂ = 0,101 [ - ].

---