Rok akademicki : 1995/96 |
LABORATORIUM Z FIZYKI |
|
|
|
|||
Numer ćwiczenia : 68 |
Temat ćwiczenia : POMIAR PUNKTU CURIE FERROMAGNETYKÓW |
|
|
|
|||
Wydział : Mechaniczny Kierunek :Mechanika i Budowa Maszyn Grupa : K06-2 |
Nazwisko i imię : Rafał Markut |
|
|
|
|||
Data wykonania : 14.03.1996 |
Ocena : |
Data zaliczenia : |
Podpis : |
|
|||
|
T |
|
|
|
|||
|
S |
|
|
|
1. Zasada pomiaru :
Celem ćwiczenia jest poznanie jednej z metod wyznaczania temperatury Curie - metody transformatorowej.
W ćwiczeniu należało podgrzać element ferromagnetyczny do temperatury powyżej, której traci on właściwości ferromagnetyczne (temperatura Curie) i zachowuje się jako paramegnetyk.
Do podgrzania ferromagnetyka użyty został transformator, którego uzwojenie stanowiło spiralę grzejną dla ferromagnetyka. Prąd płynący przez uzwojenie pierwotne, o częstotliwości 50 Hz powodował nagrzewanie pręta ferromagnetycznego. Prąd pierwotny utrzymywany był na stałym poziomie równym 2,5 A. Zmianie ulegała przenikalność magnetyczna ferromagnetyka, który w temperaturach niższych od Curie była stała, natomiast w wyższych zmalała. Zadaniem było mierzyć napięcie na uzojeniu wtórnym U w funkcji napięcia termopary, aż do momentu zaobserowania gwałtownego spadku napięcia na tym uzwojeniu.
2. Schemat układu pomiarowego :
3. Ocena dokładności pojedyńczych pomiarów :
Woltomierz : METEX M-3610
Klasa : 0,8%
Zakres : 100μA
Woltomierz : U541
Klasa : 0,05%
Zakres : 100mV
4. Tabela pomiarów :
Napięcie na uzwojeniu wtórnym U [μV] |
Napięcie termopary E [μV] |
Tempertura t [°C] |
116 |
3 |
66 |
117 |
4 |
85 |
118 |
5 |
105 |
120 |
6 |
122 |
122 |
7 |
142 |
124 |
8 |
165 |
126 |
9 |
178 |
128 |
10 |
195 |
130 |
11 |
213 |
132 |
12 |
231 |
135 |
13 |
248 |
139 |
14 |
266 |
143 |
15 |
284 |
149 |
16 |
302 |
155 |
17 |
320 |
156 |
17,1 |
322 |
156 |
17,2 |
324 |
157 |
17,3 |
326 |
159 |
17,4 |
328 |
159 |
17,5 |
329 |
160 |
17,6 |
331 |
161 |
17,7 |
333 |
162 |
17,8 |
335 |
162 |
17,9 |
337 |
162 |
18 |
339 |
163 |
18,1 |
341 |
163 |
18,2 |
343 |
163 |
18,3 |
344 |
156 |
18,4 |
346 |
114 |
18,5 |
348 |
90 |
18,6 |
350 |
78 |
18,7 |
352 |
5. Przykładowe obliczenia wyników pomiarów wielkości złożonej :
Wszystkie wyniki są opracowane na wykresach, wykonanych w oparciu o zarejestrowane wielkości fizyczne.
6. Rachunek błędów :
Błędy ΔU, ΔE oraz Δt zaznaczone są na wykresie.
Błąd ΔU oraz ΔE był wyliczony ze wzoru :
klasa miernika * zakres
ΔX = -------------------------------
100%
Błąd ΔU wynosi : 0,8 μV
Błąd ΔE wynosi : 0,05 mA
Błąd Δt wynosi : 4 °C , ponieważ, po zrzutowaniu błędu ΔE na prostą na wykresie t=f(E) oraz zrutowaniu błędu na oś t wychodzi nam błąd Δt.
7. Zestawienie wyników pomiarów :
Temperatura Curie dla badanego ferromagnetyku wyniosła :
Tc = 347 °C +/- 4°C
8. Uwagi i wnioski :
Po umieszczeniu materiłu o właściwościach ferromagnetycznych wewnątrz spirali grzejnej, przez którą płynie prąd, następuje jego ogrzewanie się.
Analizując ykres U=f(E) można zauważyć nieznaczny wzrost napięcia na uzwojeniu wtórnym transformatora, aż do pewnej wartości napięcia, termopary, po której następuje gwałtowny spadek napięcia na uzwojeniu wtórnym. Po zrzutowaniu tego punktu na wykres t=f(E) otrzymujemy temperaturę nazywaną „Curie”. Powyżej tej temperatury ferromagnetyk traci swoje właściwości i zachowuje się jak paramagnetyk.