Rok Akademicki 1998/99	LABORATORIUM FIZYCZNE
Nr Ćwiczenia 73	Temat: Pomiar podatności magnetycznej za pomocą wagi Guy'a.
Wydział: Elektronika Kierunek: Informatyka Grupa: 1.2	Jarosław Struś
Data	Ocena		Data zaliczenia ćwiczenia	Podpis
16.05.1999	T
	S

1. 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 (4π*10^-7H/m.),
A - przekrój próbki,
H_y, H_y0 - wartość pola działającego na próbkę.


Dla H_y >> H_y0 wzór ten przyjmuje postać

2. Schemat układu pomiarowego .

3. Pomiary.

• Do badań użyliśmy próbek trzech soli:

1. Siarczanu miedzi o wzorze chemicznym CuSO₄ ;

1. Uwodnionego chlorku wapnia - wzór chemiczny CaCl₂*6H₂O ;

2. Siarczanu niklu - wzór chemiczny NiSO₄ ;

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

Lp.	I	B
	[A]	[mT]
	1	109
	1,5	159
	2	206
	2,5	260
	3	308
	3,5	360
	4	412
	4,5	464
	5	518
	5,5	560
	6	605

• W dalszej części ćwiczenia potrzebna będzie również wartość przekroju próbek, w tym celu zmierzyliśmy wielkości średnic próbki (po trzy pomiary dla każdej próbki), a następni obliczyliśmy wartość średnią średnicy próbki :
  

Lp.	CuSO4	CaCl2*6H2O	NiSO4
1.	13,70[mm]	2,22[mm]	9,02[mm]
2.	13,63[mm]	2,21[mm]	9,04[mm]
3.	13,62[mm]	2,23[mm]	9,06[mm]
D/n	13,65[mm]	2,22[mm]	9,04[mm]

• W tabeli zestawiliśmy wyniki pomiarów siły przyciągającej próbkę (F_x)(w zależności od masy(m.) uzyskanej na wadze ), dla odpowiednich wartości natężenia prądu(I) indukującego pole magnetyczne :

Lp.	I	m	Fx	I	M.	Fx	I	m	Fx
	[A]	[mg]	[mN]	[A]	[mg]	[mN]	[A]	[mg]	[mN]
1	4	70	0,687	2	40	0,392	2	40	0,392
2	5	120	1,177	3	70	0,687	3	60	0,589
3	6	160	1,57	4	110	1,079		100	0,981
CuSO4			CaCl2*6H2O			NiSO4

4. Obliczenia podatności magnetycznej.

Przytoczony wcześniej wzór:

dodatkowo możemy przekształcić na:

Zanim przystąpię do obliczania podatności obliczam pole przekroju poprzecznego próbek:

I wynosi on dla poszczególnych próbek :

1- A=10,71 mm²

2- A= 1,74 mm²

3- A= 7,10 mm²

Lp.	I	B	X1	X2	X3
	[A]	[mT]	[-]	[-]	[-]
1	2	206	-	0,1334	0,0327
2	3	308	-	0,1045	0,0219
3	4	412	0,0095	0,0917	0,0204
4	5	518	0,0103	-	-
5	6	606	0,0101	-	-
Śr.			0,0099	0,1099	0,0250

5. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów .

- Suwmiarką, którą mierzyliśmy średnicę próbki d = 0.05 mm

- B=7.5 mT

- Waga laboratoryjna m=10 mg

6. Rachunek błędów.

a) błędy zostały obliczone metodą różniczki logarytmicznej:

b) błąd maksymalny dla pomiaru 3.

7. 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.

1

Ćwiczenie 73, strona1

---