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

Zasada pomiaru.

W metodzie Guy'a próbka w kształcie jednorodnego walca umieszczona jest w układzie pomiarowym w taki sposób, że jeden z jej końców znajduje się w środku szczeliny elektromagnesu. W szczelinie tej pole H_yo jest silnie jednorodne. Natomiast drugi koniec próbki znajduje się w obszarze gdzie pole H_yo jest względnie słabe. Gradient pola magnetycznego powoduje więc działanie na próbkę siły, która jeśli próbka ma dodatnią podatność magnetyczną wciąga ją w obszar silnego pola. Wartość tej siły mierzona jest przy pomocy wagi.
Następnie stosując wzór:

możemy obliczyć podatność magnetyczną .

gdzie:
F_x - siła działająca na próbkę,
μ₀ - przenikalność magnetyczna próżni,
A - przekrój próbki,
H_y, H_y0 - wartość pola działającego na próbkę.

Dla H_y >> H_y0 wzór ten przyjmuje postać

Schemat układu pomiarowego .

Przebieg ćwiczenia.

Do badań użyliśmy próbek dwóch soli:

Siarczanu cynku o wzorze chemicznym ZnSO₄

Chlorku żelazowego - wzór chemiczny FeCl₃

Ćwiczenia rozpoczęliśmy od zdjęcia charakterystyki elektromagnesu użytego do badań. Wyniki przedstawiam w poniższej tabelce:

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

Pomiary te ujęłem w poniższym wykresie:

W dalszej części ćwiczenia potrzebna będzie również wartość przekroju, w tym celu zmierzyliśmy wielkość średnicy próbki, które wynosiły odpowiednio:
- dla siarczanu 12,7 ⋅ 10^-3 [m],
- dla chlorku 6,6 ⋅ 10^-3 [m].

Lp.	I	m	Fx	m	Fx
	[A]	[mg]	[N]	[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

Przytoczony wcześniej wzór:

dodatkowo możemy przekształcić na:

Zanim przystąpię do obliczania podatności obliczam średnicę próbek:

Dla siarczanu wartość ta wynosi A = 126,7 ⋅ 10^-6 [m], a
dla chlorku A = 34,2 ⋅ 10^-6 [m].

Obliczenia podatności magnetycznej.

Lp.	I	B	F	X	F	X
	[A]	[mT]	[mN]	[-]	[mN]	[-]
1	3	250	0	0	784,8	0,923
2	4	350	0	0	1373,4	0,824
3	5	440	0	0	2844,9	1,08
			ZnSO4 A=126,7[mm^2 ]		FeCl3 A = 34,2 [mm^2]

Ocena dokładności pojedynczych pomiarów .

- Suwmiarką, którą mierzyliśmy średnicę próbki Dd = 0.05 mm

- DB=7.5 mT

- Waga laboratoryjna Dm=10 mg

Rachunek błędów.

a) błędy zostały obliczone metodą różniczki logarytmicznej:

b) błąd maksymalny dla pomiaru 3.

Uwagi i wnioski.

Wykonanie pomiarów było trudne ze względu na dokładność pomiaru próbek oraz dokładne zrównoważenie wagi w celu otrzymania w miarę dokładnej wartości Fx. Jak można było się spodziewać i co potwierdziło doświadczenie, sól ZnSO4 nie wykazywała żadnych własności magnetycznych. Natomiast chlorek żelaza wykazał takie właściwości, rzędu 0,942, ale przy dużym błędzie maksymalnym 0,09.

---