Nr. ćwiczenia 208	Data 21.03.2011r	Imię i nazwisko Albert Szymczak	Wydział Fizyki Technicznej	Semestr 2	Grupa 6 Nr. lab. 3
Prowadzący		Przygotowanie	Wykonanie		Ocena

Temat: Wyznaczanie pętli histerezy ferromagnetyku za pomocą halotronu.

1. Część teoretyczna

Niektóre z metali np. żelazo a także ich stopy i związki chemiczne wykazują właściwości ferromagnetyczne. Dipole ich atomów są związane oddziaływaniem zwrotnym i są one sprzężone sztywno-równolegle. Zjawisko to występuje poniżej pewnej temperatury Curie. Powyżej tej temperatury ferromagnetyki stają się paramagnetykami.

Zwijając przewodnik w cylindrycznie w zwoje przy pewnym natężeniu prądu, który przez nie płynie wytworzy się pole magnetyczne. Wewnątrz tych zwojów wytworzy się pole jednorodne a na zewnątrz takie jak wytwarza magnes sztabkowy. Wektor indykcji pola magnetycznego wew. Zwojów wyniesie:

B=μ₀nH_B

μ₀ - przenikalność magnetyczna w próżni (4π*10^-7Tm/A)

n - ilość zwojów przypadająca na jeden metr długości

i_m - natężenie prądu płynącego przez zwoje

W przypadku gdy włożymy do tych zwojów rdzeń wykonany z ferromagnetyka to wytworzy on pole magnetyczne na skutek pola magnetycznego zewnętrznego. W tym przypadku wektor indukcji jest równy:

B=B₀ + B_B

B_{0 -} wartość wektora pola magnetycznego wytworzonego przez przewodnik

B_r - wartość wektora pola magnetycznego wytworzonego przez rdzeń

Wartość wypadkowego wektora pola magnetycznego możemy wyrazić w inny sposób:

B=μμ₀nI_B

μ-współczynnik przenikalności magnetycznej względnej (mówi nam ile razy przenikalność danego materiału jest większa od przenikalności magnetycznej w próżni.

Obrazem stosunku natężenie pola magnetycznego do wektora indukcji jest wykres pętli histerezy. W wyniku linii pola magnetycznego skierowanego prostopadle do prądu płynącego w rdzeniu toroidalnym na ładunki poruszające się w nim działa siła Lorenza spychająca je w kierunku a-b tworząc w ten sposób prąd elektryczny płynący prostopadle do prądu płynącego w rdzeniu. Różnica potencjałow wynosi:

U=γ*B*I_H

γ-czułość halotronu zależy od wymiarów geometrycznych oraz materiału z jakiego jest trobiony.

2. Tabela z pomiarami

Im [A]	Uh [mV]	[mT]	H [A/m]
3	118,6	84,71	1800
2,7	114,9	82,07	1620
2,4	111	79,29	1440
2,1	104,2	74,43	1260
1,8	100,5	71,79	1080
1,5	96,6	69	900
1,2	90,8	64,86	720
0,9	83,7	59,79	540
0,6	75,5	53,93	360
0,3	65,4	46,71	180
0	54	38,57	0
-0,3	26,4	18,86	-180
-0,6	17,1	12,21	-360
-0,9	1,5	1,07	-540
-1,2	-22,3	-15,93	-720
-1,5	-33	-23,57	-900
-1,8	-49,9	-35,64	-1080
-2,1	-67,1	-47,93	-1260
-2,4	-81,9	-58,5	-1440
-2,7	-94,1	-67,21	-1620
-3	-107	-76,43	-1800
-2,7	-103,1	-73,64	-1620
-2,4	-99,2	-70,86	-1440
-2,1	-94,8	-67,71	-1260
-1,8	-90,3	-64,5	-1080
-1,5	-84,5	-60,36	-900
-1,2	-78,6	-56,14	-720
-0,9	-72	-51,43	-540
-0,6	-62,8	-44,86	-360
-0,3	-52	-37,14	-180
0	-39,7	-28,36	0
0,3	-22	-15,71	180
0,6	-5,1	-3,64	360
0,9	12	8,57	540
1,2	27,8	19,86	720
1,5	44,8	32	900
1,8	62,3	44,5	1080
2,1	77,6	55,43	1260
2,4	91,5	65,36	1440
2,7	104,5	74,64	1620
3	116,9	83,5	1800

N= 6 [zw/cm] = 600 [zw./m]

I_H = 10 [mA] = 0.01 [A]

γ = 140V/AT

3. Obliczenia

Wzory z których korzystałem:

H=n*I_B B=U_h/(γ*I_H)

Błędy obliczeń:

∆U_H=1 [ V ]

∆i_m=0,01 [ A ]

Przy liczeniu błędów pomiarowych skorzystałem z metody różniczki zupełnej:

B=|U_H|=|U_H| H=|I_B|=|n*I_B|

ΔB=0.56 [mT] ΔH=6 [A/m]

4. Wykres

5. Wnioski

Błędy ΔB i ΔH są na tyle małe, że aby je zobaczyć, należałoby ograniczyć się tylko do części wykresu i przybliżyć go dość znacznie(choć błąd ΔH jest ledwo widoczny na powyższym wykresie), wynika to z dużej dokładności przyrządów. Wyniki odczytywałem z dokładnością 0.01 w przypadku amperomierza i 0.1 voltomierza.

---