1998/1999	LABORATORIUM Z FIZYKI
Ćwiczenie : 73	Pomiar oporności metodą wagi gouy'a
Wydział : Elektronika Kierunek : Informatyka Grupa : 1. 2.	Jarosław Struś
Data wykonania : 24.05.1999	Ocena :		Data zaliczenia :	Podpis :
		T
		S

1. ZASADA POMIARU.

Ze względu na wartość i znak podatności magnetycznej materiały magnetyczne można podzielić na diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki. W ćwiczeniu należy zmierzyć wartość podatności dla kilku paramagnetyków.

Można określić podatność magnetyczną (objętościową) mierząc wielkość siły działającej na próbkę umieszczoną w niejednorodnym polu magnetycznym.

Siła działająca na próbkę o długości dx i polu przekroju S jest równa:

Siła działająca na całą próbkę wynosi , zatem podatność magnetyczna wyraża się wzorem:, skąd gdy Hy >>Hy0:

Wielkość pola Hy można znaleźć badając charakterystykę elektromagnesu B = f(I).

2. SCHEMAT POMIAROWY.

3. OCENA DOKŁADNOŚCI POJEDYNCZYCH POMIARÓW.

a) zasilacz prądu stałego z wbudowanym amperomierzem: ΔI = ± 0,15 A

b) teslomierz: ΔB=± 30 mT

c) suwmiarka: dokładność 0,01mm

d) odważniki Δm= ± 10 mg (najmniejszy odważnik)

4. TABELE POMIAROWE.

1. Charakterystyka elektromagnesu B=f(I):

I (A)	2	2,5	3	3,5	4	4,5
B (mT)	180	230	290	330	370	420
I (A)	5	5,5	6	6,5	7	7,5
B (mT)	470	520	560	610	660	700

2. Przekrój wewnętrzny badanych rurek

NiSO4	CuSO4
[mm]	[mm]
8,3	12,5
8,2	12,6
8,3	12,5
8,27	12,53

NiSO4 - siarczan niklawy

CuSO4 - siarczan miedziowy

3. Wyznaczenie siły działającej na próbkę umieszczoną w polu magnetycznym oraz podatności magnetycznej

				NiSO4			CuSO4
Lp	B	I	m	F	X	m	F	X
	[mT]	[A]	[mg]	[N]		[mg]	[N]
1	290	3.0	40	0,000392	0,000219	20	0,000196	0,000048
2	370	4.0	70	0,000687	0,000235	40	0,000392	0,000058
3	470	5.0	110	0,001079	0,000229	80	0,000785	0,000072
				wartość średnia X =	0,000228		wartość średnia X =	0,000059
				odchyl. średnie ΔX =	0,000006		odchyl. średnie ΔX =	0,000009

5. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA.

Obliczenie siły działającej na próbkę (pomiar nr 1 - prąd 3,0 A)

próbka 1 - NiSO₄

F = 40 x 10^-6 · 9,81 = 0,000392 [N]

próbka 2 - CuSO₄

F = 20 x 10^-6 · 9,81 = 0,000196 [N]

Obliczenie podatności magnetycznej (pomiar nr 1 - prąd 3,0 A)

μ0 = 4⋅π⋅10^-7 [H/m] , S = π⋅r² = π⋅(„przekrój”⋅10^-6/2)² [m2] , [T⋅m/H]

próbka 1 - NiSO₄

próbka 2 - CuSO₄

6. RACHUNEK BŁĘDÓW.

Obliczenie błędu maksymalnego podatności z różniczki logarytmicznej

Pomiar1: ΔB=± 30 mT ΔD=0,01mm Δm= ± 10 mg

próbka 1 (NiSO₄)

B=290 mT D=8,26mm m=40mg

x = 0,0001

próbka 2 (CuSO₄)

B=290 mT D=12,53mm m=20mg

x = 0,00003

7. ZESTAWIENIE WYNIKÓW.

Podatność magnetyczna NiSO₄: X = Xśr + ΔXmax = (228 ± 6)*10^-6

Podatność magnetyczna CuSO₄: X = Xśr + ΔXmax = (59 ± 9)*10^-6

8. UWAGI I WNIOSKI.

Na dokładność pomiarów w tym doświadczeniu miały negatywny wpływ następujące błędy:

błąd pomiaru średnicy wewnętrznej rurek, w których znajdowały się próbki, wynikły ze zniekształceń rurek przy krawędziach.

błąd wynikły z niedokładności odczytu na wadze laboratoryjnej

Podatność magnetyczna jest wielkością czysto iloczynową, jej błąd bezwzględny można liczyć metodą różniczki logarytmicznej:

Jak jednak widać przykładowych obliczeń błędy bezwzględne poszczególnych pomiarów wynoszą bardzo dużo 50 i 75%.

---