WYDZIAŁ AUTOMATYKI , ELEKTRONIKI I INFORMATYKI

KIERUNEK : AUTOMATYKA I ROBOTYKA

Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.

WYZNACZANIE TEMPERATURY CURIE DLA FERRYTÓW

GRUPA 1

SEKCJA 5

MICHAŁ FUDAL

MACIEJ OLSZOWY

PAWEŁ PASZEK

GLIWICE 2.4.1997

1. Opis teoretyczny.

Własności elektryczne większości ferrytów pozwalają na zakwalifikowanie ich do półprzewodników. Własności magnetyczne zależą od momentów magnetycznych jonów i ich wzajemnego oddziaływania. Pod tym względem ferryty dzielimy na: ferromagnetyki, antyferromagnetyki i ferrimagnetyki.

Ferryty umieszczone w zewnętrznym polu magnetycznym wykazują namagnesowanie, którego kierunek jest zgodny z zewnętrznym polem, momenty magnetyczne w poszczególnych domenach są równoległe. Po osiągnięciu temperatury Curie spontaniczność ruchów cieplnych zaburza poprzednie zorientowanie momentów magnetycznych atomów, domeny przestają istnieć i materiał staje się paramagnetykiem.

Cel ćwiczenia, opis układu i opis pomiaru.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie temperatury Curie dla badanego ferrytu poprzez wyznaczenie zależności natężenia prądu w uzwojeniu wtórnym od temperatury rdzenia ferrytowego. Temperaturę rdzenia można określić z krzywej cechowania termopary mierząc siłę termoelektryczną miliwoltomierzem.

Do pomiarów użyto zestawu składającego się z układu elektrycznego:

Układ składał się z: -transformatora Tr1 ustalającego napięcie na około 52 V oraz

woltomierza V umożliwiającego odczytanie go,

-transformatora Tr2 nawiniętego na rurę wewnątrz której znajduje się

badany rdzeń ferrytowy,

-mikroamperomierza z szeregowo włączoną diodą prostowniczą D

służącego do pomiaru prądu płynącego w uzwojeniu wtórnym

transformatora Tr2,

-termopary z włączonym miliwoltomierzem mV mierzącym siłę

termoelektryczną

Pomiar polegał na odczycie wskazań mierników tj. miliwoltomierza i mikroamperomierza

co 1 minutę. Gdy prąd w uzwojeniu wtórnym spadnie do 1/5 wartości początkowej, kończymy pomiar.

3. Analiza błędów pomiarowych.

Błąd całkowity określony został według. schematu:

bł. całkowity = ± (niepewność pomiaru + dokładność odczytu)

niepewność pomiaru = (klasa * zakres)/100

-miliwoltomierz mV

klasa -1

zakres -10 mV

dokładność odczytu -0.05 mV

niepewność pomiaru -0.1 mV

błąd całkowity = ± 0.15 mV

-mikroamperomierz

klasa -1

zakres -5 μA

dokładność odczytu -0.025 μA

niepewność pomiaru - 0.05 μA

błąd całkowity = ± 0.075 μA

Schemat otrzymania wyniku.

Na podstawie wykresu zależności prądu uzwojenia wtórnego od napięcia termopary (przez poprowadzenie prostych stycznych) odczytujemy napięcie odpowiadające temperaturze Curie. Błąd znajdujemy metodą graficzną.

Na podstawie Rys 1. odczytaliśmy: U = (4.6 ± 0.3) mV

Następnie z wykresu cechowania termoogniwa (Rys 2.) odczytaliśmy odpowiadającą

napięciu U temperaturę T1 wraz z jej błędem, T1 = (400 ± 8) K

Ponieważ temperatura otoczenia wynosiła ,czyli 295 K ,a temperatura końcówki termopary względem ,której pomiar się odbywa wynosi ,czyli 273 K. Różnica tych temperatur wynosi 22 K. Aby otrzymać temperaturę Curie badanego rdzenia ferrytowego należy różnicę tą dodać do temperatury T1. Ostatecznie temperatura Curie wynosi:

T=(422 * 8) K

Rys.1 Zależność prądu uzwojenia wtórnego od napięcia termopary

Rys.2 Wykres cechowania termoogniwa.

3

---