WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA


ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ


LABORATORIUM FIZYCZNE







Grupa szkoleniowa C-11
Podgrupa 2
ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
stopień i nazwisko
prowadzącego ćwiczenia



Opracował:
szer. pchor. Damian JANISZEWSKI




ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
ocena przygot. ocena końcowa
do ćwiczenia




SPRAWOZDANIE
Z
PRACY LABORATORYJNEJ NR 22





Pomiar pętli histerezy magnetycznej
ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
1. Cel ćwiczenia
Poznane metody oscylograficznej pomiaru pętli chisterezy i zbadanie kształtu pętli w zależności od wartości prądu
nagnesujÄ…cego.
2. Wstęp teoretyczny
Istniejące w strukturze ciał stałych trwałe momenty magnetyczne pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego o natężeniu H
ulegają uporządkowaniu.Zjawisko to nazywamy polaryzacją magnetyczną lub namagnesowaniem. Miarą spolaryzowania ciała jest
wektor polaryzacji magnetycznej J . W zależności od wartości względnej przenikalności materiału mr ciała dzielimy na:
- diamagnetyczne ( mr nieznacznie mniejsze od 1 )
- paramagnetyczne ( mr nieznacznie większe od 1 )
- ferromagnetyczne ( mr znacznie większe od 1 )

Wartość wektora namagnesowania obliczamy ze wzoru :
- -
J = m(mw - 1)H
jeśli zauważymy, że: _ _
B = mo*mr*H
otrzymamy : _ _ _
B = mo*H + J

Specyfika ferromagnetyków polega na tym , że w pewnym przedziale temperatur występuje polaryzacja spontaniczna ( dla H=0
J=0 ) oraz zależność B=momrH jest silnie nieliniowe. Graficzne przedstawienie zależności B od H dla ferromagnetyków nazywamy
krzywą namagnesowania, która wraz z krzywą rozmagnesowania tworzy krzywą zamkniętą zwaną pętlą histerezy .
W ferromagnetyku momenty magnetyczne sąsiednich atomów na skutek tzw. spontanicznego namagnesowania, ustawiają się
równolegle wzdłuż jednego kierunku, tworząc obszar zwany domeną. W ciele stałym tworzy się wiele domen w różnych kierunkach.
Procesy przesuwania granic i obrotu domen wraz ze zmianą natężenia pola magnetycznego są procesami mikroskopowymi i są trudne
do zbadania w prostych ukladach labolatoryjnych.
Rzeczywistą krzywą namagnesowania wyznacza się przez równoczesny pomiar indukcji magnetycznej i natężenia pola
magnetycznego.wewnÄ…trz ferromagnetyku.
Współrzędne punktów przecięcia graficznej pętli histerezy z osiami układu wspólrzędnych są punktami charakterystycznymi:
dla H=0, B=Br - indukcja remanencji ( pozostałość magnetyczna )
B=0, H=Hk - nateżenie koercji ( powściągające )
MateriaLy ferromagnetyczne, dla których Hk jest małe, nazywamy materiałami magnetycznie miękkimi, te zaś dla których
wartości Hk sa duże - materiałami magnetycznie twardymi. Materiały o małej koercji łatwo rozmagnesować, z twardych materiałów
magnetycznych są wykonane magnesy trwałe.
Pętlę histerezy badanej próbki otrzymuje się na ekranie oscylografu doprowadzając do płytek poziomych sygnał
proporcjonalny do nat. pola H, a do płytek pionowych sygnał proporcjonalny do indukcji B. Napięcia działające na 2 pary płytek
powodują, że strumień elektronów zakreśla w ciągu okresu zmienności indukcji całą pętlę histerezy, dając w rezultacie ciągły
jej wykres na ekranie oscylografu.
W celu wyznaczenia, z pętli histerezy granicznej, obydwu próbek, wartości przenikalności magnetycznej normalnej w pkcie
(Hmax, Bnas) korzystamy z zależności :

Bnas
Bnas = mnor * mo * Hmax ­ mnor = -------
moHmax

Nm Imax A
Dla próbki w kształcie torusa Hmax = ------- -
2Prśr m

NmImax A
Dla próbki w kształcie cewki H = -------- -
2rśr m
Należy zatem znaleść zależność wiążącą indukcję Bnas z nap. śr. Uśr mierzonym przez woltomierz. Wiemy, iż :

B = Bnascoswt ( w = 2pf, f - czestotliwość)

Zatem zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya :
df
E = - -- f = NpSB ( S - przekrój czynny próbki)
dt dB
E = - NpS--
dt
E = NpSBnas2pfsinwt

uśredniając : Uśr = 4NpSfBnas

zatem Uśr V s*m2*kg kg*A
Bnas = ------- ------ = ------- = ---- = T
4NpSf m*m*Hz s3m2A-1 s2