Rok akademicki 1997/98	LABORATORIUM FIZYCZNE
Ćwiczenie nr 73	POMIAR PODATNOŚCI MAGNETYCZNEJ METODĄ WAGI GOUY'A
Wydział Mechaniczny IZK grupa K05 B	Wykonali: Robert Cincio, Marcin Majka
Data wykonania	OCENA		DATA	PODPIS
7.05.98	T
	S

1. Zasada pomiaru

W metodzie Gouy'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

2. Schemat układu pomiarowego

3. Przebieg ćwiczenia

Do badań użyliśmy trzech próbek:

1. Siarczanu miedziowego CuSO₄

2. Chlorku kobaltowego CoCl₂⋅⋅ 6H₂o

3. Grafitu.

Charakterystyka elektromagnesu:

Lp.	I [A]	B [mT]
1	1	109
2	1,5	159
3	2	206
4	2,5	260
5	3	308
6	3,5	360
7	4	412
8	4,5	464
9	5	518
10	5,5	560
11	6	605

W dalszej części ćwiczenia potrzebna będzie również wartość przekroju, w tym celu zmierzyliśmy wielkość średnicy próbki, które wynosiły odpowiednio:
- dla siarczanu miedziowego13,4 ⋅ 10^-3 m,
- dla chlorku kobaltowego 9,5 ⋅ 10^-3 m.

- dla grafitu 8,1⋅ 10^-3 m.

Lp.	I [A]	M [mg]	Fx [mN]	I [A]	m [mg]	Fx [mN]	I [A]	m [mg]	Fx [mN]
1	5	130	1,275	1,5	20	0,196	2,5	15	0,147
2	4	95	0,931	2	40	0,392	5	75	0,735
3	3	50	0,490	2,2	45	0,441	6	110	1,079
CuSO4			CoCl2⋅6H2O			Grafit

Przytoczony wcześniej wzór:

dodatkowo możemy przekształcić na:

Średnica próbek:

Dla siarczanu wartość ta wynosi A = 141,02 ⋅ 10^-6 m, dla chlorku A = 70,88 ⋅ 10^-6 m, a dla grafitu A = 51,52 ⋅ 10^-6 m.

4. Obliczenia podatności magnetycznej

Lp.	CuSO4		CoCl2⋅6H2O		Grafit
	B[mT]	X	B[mT]	X	B[mT]	X
1	518	8,4⋅10^-3	159	19,3⋅10^-3	260	10,6⋅10^-4
2	412	9,8⋅10^-3	206	3,2⋅10^-4	605	1,4⋅10^-4
3	308	9,2⋅10^-3	233	2,8⋅10^-4	518	1,3⋅10^-4

5. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów

- Suwmiarka - d = 0.05 mm

- B=7.5 mT

- Waga laboratoryjna m=10 mg

6. Rachunek błędów

Błędy zostały obliczone metodą różniczki logarytmicznej:

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. Badane próbki wykazały się różnymi właściwościami magnetycznymi. Siarczan miedziowy i chlorek kobaltowy były wciągane w pole magnetyczne, a grafit wypychany co świadczy o różnych biegunowościach próbek.

---