Politechnika Śląska

Mechaniczny Technologiczny

Mechanika i Budowa Maszyn

Wyznaczanie temperatury Curie dla ferrytów.

Grupa 6 Sekcja 10

Śliwiak Paweł

Zawisz Roman

Szymiczek Krzysztof

1. Wstęp

Ferromagnetyzm jest to własność magnetyczna ciał krystalicznych , w których dzięki istnieniu zlokalizowanych spinów atomowych występuje uporządkowanie magnetyczne w temperaturach niższych od temperatury Curie Tc. Uporządkowanie polega na równoległym ustawieniu momentów spinowych w makroskopowych obszarach kryształu , zwanych domenami. Pod wpływem pola magnetycznego następuje taki ruch ścianek domen aby możliwie największa objętość kryształu miała momenty magnetyczne domen skierowane równolegle do kierunku pola magnetycznego. W temperaturze powyżej temperatury Curie uporządkowanie ferromagnetyczne zanika i ciało ferromagnetyczne staje się paramagnetykiem.

Ferrytem nazywamy związek chemiczny tlenku żelazowego Fe2O3 z tlenkami innych metali , wykazujący właściwości ferromagnetyczne i pólprzewodnikowe. Ferryty wytwarza się podobnie jak ceramikę - mieszaninę odpowiednich tlenków w postaci proszku prasuje się na zimno i spieka. Materiały ferrytowe charaktereyzują się dużą wartością przenikalności magnetycznej , przy małej wartości konduktywności. Stosuje się je m.in. jako rdzenie cewek i transformatorów , oraz w obwodach magnetycznych wielkiej częstotliwości.

2. Opis ćwiczenia

Układ pomiarowy , przedstawoiny na powyższym rysunku składał się z uatotransformatora obniżającego napięcie do ~52 V , oraz transformatora nawiniętego na rdzeniu ferrytowym. Temperaturę rdzenia mierzono przy pomocy termopary umieszczonej w rdzeniu. Ćwiczenie polegało na pomiarze natężenia prądu płynącego w uzwojeniu transformatora i temperatury jego rdzenia , do momentu w którym , na skutek zmian w ferrycie spowodowanych przekroczeniem temperatury Curie ( ferromagnetyk przechodzi w diamagnetyk ) , wyindukowany prąd osiągnie wartość równą 1/5 wartości początkowej.

3. Opracowanie wyników

Tabela wyników :

L.p.	T [min]	i [uA]	e [mV]
1	1	3,29	0,70
2	2	3,30	1,00
3	3	3,35	1,40
4	4	3,40	1,70
5	5	3,40	2,10
6	6	3,40	2,40
7	7	3,40	2,70
8	8	3,41	2,90
9	9	3,40	3,20
10	10	3,40	3,40
11	11	3,45	3,60
12	12	3,40	3,80
13	13	3,30	4,00
14	14	3,25	4,10
15	15	3,10	4,30
16	16	2,80	4,40
17	17	2,35	4,50
18	18	1,95	4,65
19	19	1,55	4,75
20	20	1,30	4,85
21	21	1,05	4,95
22	22	0,85	5,05
23	23	0,70	5,10
24	24	0,60	5,20
25	25	0,55	5,25
26	26	0,50	5,30

Tabela cechowania termoogniwa :

e [ mV ]	T [ K ]
3.46	373
3.87	383
4.29	393
4.70	403
5.12	413
5.53	423
5.94	433
6.36	443
6.77	453
7.19	463
7.60	473
8.01	483
8.43	493

Zarówno napięcie termoogniwa jak i odpowiadającą mu

teperaturę Curie odczytano z wykresu i wynoszą one:

e = 4.00V

Tc = 386.05 K

4. Błędy pomiarowe

Pomiary wykonano miernikami o następujących parametrach :

mikroamperomierz klasa 1 zakres 2 A 100 podziałek

miliwoltomierz klasa 1 zakres 2,5,10 mV 100 podziałek

Dokładność przyrządu :

Błędy odczytu h :

Błąd wypadkowy W :

Błąd wyznaczenia temperatury Curie został określony metodą graficzną z rysunku.

Wynosi on Tc = 1 K dla e = 0.05 mV

5. Podsumowanie

Wykonano dwadzieścia sześć pomiarów napięcia termoogniwa i prądu transformatora zbudowanego na badanym ferrycie , wykonując pomiary w odstępie jednej minuty.

Pomiary wykonano następującymi miernikami :

mikroamperomierz klasa 1 zakres 2 A 100 podziałek

miliwoltomierz klasa 1 zakres 2,5,10 mV 100 podziałek

Odczytane z rysunku napięcie termoogniwa przy temperaturze Curie wynosi :

e= 4.00 0.05 mV

Odczytana z wykresu cechowania termoogniwa temperatura Curie wynosi :

Tc = 386.05 1 K

Błąd napięcia i błąd temperatury zostały wyznaczone graficznie z wykresów dołączonych do sprawozdania.

---