WYDZIAA
DZIEC
/GODZ. NR ZESPOA
U
Poniedziałek 11:00
INŻYNIERIA
4
DATA
ÅšRODOWISKA
07.05.2007 r.
NAZWISKO I IMI
OCENA Z OCENA
PRZYGOTOWANIA
1. STRZAA
KA ANNA
2. K
PA DARIUSZ
3. MAJ RAFAA

PROWADZ
CY PODPIS
TEMAT: BADANIE WA
AÅšCIWOÅšCI MAGNETYCZNYCH CIAA

STAA
YCH. WYZNACZANIE TEMPERATURY CURIE.
Cel doświadczenia:
Celem ćwiczenia było badania wpływu temperatury na magnetyczne właściwości próbki
ferromagnetyka, badanie zmian magnetyzacji próbki w zewnętrznym polu magnetycznym
oraz wyznaczenie temperatury Curie.
Podstawy teoretyczne:
Ferromagnetyki charakteryzują się dużą podatnością
magnetyczną i jej dużą zależnością od natężenia
zewnętrznego pola magnetycznego. Ferromagnetyki
po namagnesowaniu i usunięciu pola magnesującego
zachowujÄ… trwale pewien moment magnetyczny,
który nosi nazwę pozostałości magnetycznej.
Ferromagnetyzm występuje w tych ciałach, w których
występuje silne oddziaływanie między spinowymi momentami magnetycznymi; jest on
własnością kryształów, a nie pojedynczych atomów. W wyniku tego oddziaływania stabilnym
energetycznie stanem elektronów w krysztale jest stan, w którym spinowe momenty
magnetyczne są uporządkowane równolegle. W pewnych kryształach stan uporządkowania
charakteryzuje się tym, że spinowe momenty magnetyczne są zorientowane antyrównoległe;
ciała takie są nazywane antyferromagnetykami. Strukturę magnetyczną kryształu
antyferromagnetyka można rozpatrywać jako złożoną- składającą się z dwóch podsieci
namagnesowanych przeciwnie względem siebie. Podatność magnetyczna ferromagnetyków
zależy od temperatury; stają się one paramagnetykami w temperaturze wyższej od pewnej
temperatury ¸ >> TC . Zależność tÄ™ ujmuje prawo Curie- Weissa:
C
Ç =
T -¸
Wraz z ogrzewaniem ferromagnetyka zaczyna zanikać uporządkowanie domen oraz zbliżając
się do temperatury Curie spadek napięcia staje się coraz bardziej gwałtowny.
Wykonanie ćwiczenia:
Do wykonania doświadczenia posłużyliśmy się układem złożonym z próbki ferromagnetyka z
nawiniętą na nią cewką pierwotną, która magnesowała próbkę, spirali grzejnej oraz cewki
wtórnej. W trakcie pomiaru korzystałyśmy z układu całkującego elektronicznego EUC,
termopary oraz woltomierza.
Podczas ogrzewania próbki ferromagnetyka zaobserwowaliśmy następujące zmiany
indukowanego przezeń prądu na cewce wtórnej:
L.p. T [°C] U [V]
6 160 Ä… 8 0,421 Ä… 0,011
Ä… Ä…
7 165 8 0,392 0,011
Ä… Ä…
8 167 8 0,373 0,011
Ä… Ä…
9 168 8 0,358 0,010
Ä… Ä…
10 169 8 0,337 0,010
Ä… Ä…
11 170 8 0,317 0,010
Ä… Ä…
12 171 8 0,302 0,010
Ä… Ä…
13 172 8 0,275 0,009
Ä… Ä…
14 173 8 0,248 0,009
Ä… Ä…
15 174 8 0,225 0,008
Ä… Ä…
16 175 8 0,205 0,008
Ä… Ä…
17 176 8 0,179 0,008
Ä… Ä…
18 178 8 0,146 0,007
Ä… Ä…
19 180 8 0,124 0,007
Ä… Ä…
20 181 8 0,117 0,007
Ä… Ä…
21 183 8 0,097 0,006
Ä… Ä…
22 184 8 0,087 0,006
Ä… Ä…
23 187 8 0,064 0,006
Ä… Ä…
24 189 8 0,050 0,006
Ä… Ä…
25 197 8 0,031 0,005
Ä… Ä…
26 203 9 0,026 0,005
Ä… Ä…
27 215 9 0,023 0,005
Wykres zależności napięcia od temperatury
0,500
0,400
0,300
0,200
0,100
0,000
150 160 170 180 190 200 210
T [°C]
Korzystając z powyższego wykresu wyznaczamy graficznie wartość temperatury Curie oraz
jej niedokładność.
TC = 172 Ä… 9 °C
U [V]
L.p. T [°C] 1/U [V]
Ä… Ä…
1 172 8 3,636 0,121
Ä… Ä…
2 173 8 4,032 0,142
Ä… Ä…
3 174 8 4,444 0,165
Ä… Ä…
4 175 8 4,878 0,192
Ä… Ä…
5 176 8 5,587 0,240
Ä… Ä…
6 178 8 6,849 0,337
Ä… Ä…
7 180 8 8,065 0,446
Ä… Ä…
8 181 8 8,547 0,493
Ä… Ä…
9 183 8 10,309 0,686
Ä… Ä…
10 184 8 11,494 0,833
Ä… Ä…
11 187 8 15,625 1,455
Ä… Ä…
12 189 8 20,000 2,300
Ä… Ä…
13 197 8 32,258 5,687
Ä… Ä…
14 203 9 38,462 7,973
Ä… Ä…
15 215 9 43,478 10,104
Ä… Ä…
16 228 9 43,478 10,104
Wykres zależności odwrotności Napięcia od Temperatury
60
50
40
30
20
10
0
170 180 190 200 210 220 230
T [°C]
Z powyższego wykresu odczytaliÅ›my wartość temperatury Åš = 177 Ä… 8 ÚC
1 1
Powyższy wykres obrazuje zależność ~ , jednak prosta, z której wyznaczyliśmy
U M + A
temperaturę Ś nie uwzględnia składowej A, która powoduje, że wykres powyżej pewnej
temperatury (~ 200 ÚC) ulega  wypÅ‚aszczeniu .
1/U [1/mV]
KorzystajÄ…c z prawa Curie  Weisa wyznaczamy temperaturÄ™ Curie:
C C
U = Ò! T = Åš -
C
T - Åš U
C
1,252
TC =177 + =173,503
0,358
"TC "TC 1 "TC
"TC = Å" "C + Å" "ëÅ‚ öÅ‚ + Å" "Åš = 8,147
ìÅ‚ ÷Å‚
"C 1 "Åš
"ëÅ‚ öÅ‚ íÅ‚U Å‚Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚
íÅ‚U Å‚Å‚
TC =174 Ä… 9°C
Wnioski:
Według naszych spostrzeżeń (przy pomocy metody graficznej) punkt Curie dla badanego
przez nas ferromagnetyka znajduje siÄ™ w temperaturze 172 Ä… 9 °C, jest to Å›rodek przedziaÅ‚u,
w którym zaobserwowaliśmy gwałtowne spadki napięcia indukowanego przez badaną próbkę
ferromagnetyka.
Zgodnie z prawem Curie  Weisa wykonaliśmy obliczenia, z których wynika, że punkt Curie
dla zadanego ferromagnetyka znajduje siÄ™ w temperaturze 174 Ä… 9 °C.
Wyniki wyznaczenia temperatury Curie przy pomocy metody graficznej oraz z prawa Curie 
Weisa wyszły zgodne, więc można śmiało przyjąć, że temperatura Curie badanej przez nas
próbki ferromagnetyka znajduje siÄ™ w przedziale 172 Ä… 9 °C. NiedokÅ‚adność naszych
pomiarów jest spowodowana niedokładnością przyrządów pomiarowych (głównie miernika
temperatury, którego bÅ‚Ä…d systematyczny wynosiÅ‚ Ä… 5°C), jakimi dysponowaliÅ›my podczas
wykonywania doświadczenia oraz bardzo szybkim ogrzewaniem przez nas próbki
ferromagnetyka.