ROK AKADEMICKI 1996/97	LABORATORIUM Z FIZYKI
nr ćwiczenia	TEMAT : POMIAR PUNKTU CURIE FERROMAGNETYKÓW
68
wydział: Mechaniczny
kierunek: IZK grupa K. 02.	BARTOSZ WILLMA
data wykonania	ocena	data zaliczenia	podpis
02.04.97	T.
	S.

1. WPROWADZENIE

Przez spiralę grzejną S, stanowiącą uzwojenie pierwotne transformatora płynie prąd zmienny o częstotliwości f=50 Hz i amplitudzie I1. Wewnątrz spirali umieszczony jest badany pręt P wykonany z ferromagnetyka. Cewka C połączona z miernikiem M2 prądu indukowanego I2 jest uzwojeniem wtórnym transformatora. Prąd płynący przez spiralę powoduje nagrzewanie się pręta ferromagnetycznego i powstawanie pola magnetycznego o natężeniu:

wartość indukcji magnetycznej w ferromagnetyku wynosi:

a strumień wektora indukcji:

Zmiana tego strumienia w czasie powoduje powstanie siły elektromotorycznej indukcji:

w cewce wtórnej lub prądu w zwartym obwodzie wtórnym, przy czym:

n - liczba zwojów spirali grzejnej na jednostkę długości,

A - powierzchnia przekroju poprzecznego pręta,

N2 - liczba zwojów cewki wtórnej,

Z - impedancja wewnętrzna cewki

t - czas

Przy wyznaczaniu punktu Curie wartość prądu I1 utrzymuje się stała, a zmienia się z temperaturą jedynie przenikalność magnetyczna ferromagnetyka , tak więc:

I2=const*

Jednak praktycznie pozostaje stałe dla temperatur mniejszych od temperatury Curie, po czym w związku z wykazywaniem przez ferromagnetyk właściwości paramagnetycznych gwałtownie maleje do wartości bliskich 1, co powoduje zmalenie prądu I2 i co jest momentem, który należy zaobserwować w doświadczeniu.

2. PRZEBIEG DOŚWIADCZENIA

W obwodzie uzwojenia pierwotnego transformatora ustaliłem prąd 2,5A przy pomocy autotransformatora. Następnie rejestrowałem wartości napięcia termopary i odpowiadające im wskazania napięcia na uzwojeniu wtórnym transformatora. Pomiarów dokonywałem w przedziale napięcia termopary od 3 do 18,4 mV.

3. PRZYRZĄDY POMIAROWE

Podczas wykonywania pomiarów korzystałem z następujących przyrządów :

DIGITAL MULTIMER 1331
zakres: 2V
błąd: 0,2% wartości mierzonej + 1 cyfra

-1. DIGITAL VOLTIMER 544
    zakres: 10 mV
    błąd: 0,05% wartości mierzonej + 1 cyfra
    

4. TABELA POMIAROWA

5. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA WIELKOŚCI ZŁOŻONEJ

napięcie na uzwojeniu - pomiar ósmej wartości

U= 143 mV

U= 0,2%*143+0,1= 0,386 0,4 mV

napięcie termopary - pomiar ósmej wartości:

E= 10 mV

E= 0,05%*10+0,1= 0,105 0,11 mV

Dla termopary żelazo konstant zachodzi związek , gdzie dE - napięcie termopary, dt - temperatura.

6. RACHUNEK BŁĘDÓW

Błędy pomiaru uwzględnione są w tabelach pomiarowych. W punkcie 6 zawarte są przykładowe obliczenia.

Błędy pomiarowe obliczałem ze wzorów:

błąd DIGITAL MULTIMERA 1331:

błąd DIGITAL VOLTIMERA 544:

7. WNIOSKI

Doświadczenie przebiegało bez niespodzianek. Wykres sporządzony na podstawie wyników przeprowadzonych pomiarów w dużym stopniu odpowiada wykresowi teoretycznemu. Na moim wykresie widoczny jest tylko fragment wykresu teoretycznego. Spowodowane jest to zakresem pomiarów (od 3 do 18,4 mV). Nie ma to jednak większego znaczenia ponieważ w ćwiczeniu istotny był moment, gdy wartość napięcia na uzwojeniu wtórnym osiąga wartość maksymalną. Moment ten jest dobrze widoczny na wykresie. Wartość maksymalna napięcia na uzwojeniu jest bardzo istotna. Na jej podstawie ustaliłem temperaturę punktu Curie badanego ferromagnetyka, która wynosi około 308 °C to jest 580 K

---