POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABOLATORYJNYCH Z FIZYKI:

„Badanie właściwości magnetycznych ciał stałych.”

Brzozowski Piotr Gr.10

Jończyk Jakub Gr.10

Karpiński Radosław Gr.9

Warszawa 2008

Celem ćwiczenia jakie przeprowadzono podczas drugich zajęć praktycznych jest określenie wpływu temperatury na magnetyczne właściwości próbki ferromagnetyka, wyznaczenie temperatury Curie oraz badanie zmian magnetyzacji próbki w zewnętrznym polu magnetycznym. Próbkę ferromagnetyka z nawiniętymi na nią cewkami: pierwotną i wtórną podgrzewano przy stałym natężeniu prądu w cewce pierwotnej, mierząc napięcie na cewce wtórnej. Sporządzono wykres tego napięcia w zależności od temperatury.

Rozpoczynamy grzanie ferromagnetyka i zapisujemy punkty pomiarowe, zwiększając co pewien okres czasu moc grzałki, w celu zachowania stałego wzrostu temperatury. W momencie zaobserwowania gwałtownego spadku napięcia rejestrowanego zwiększamy gęstość zapisu punktów.

Tabela zestawiająca wyniki pomiarów:

Temperatura [°C]	U [mV]	1/U [1/mV]
25 +/- 5	629+/- 14
45 +/- 5	615+/- 14
65 +/- 5	602+/- 14
80 +/- 5	588+/- 14
95 +/- 5	572+/- 14
105 +/- 6	559+/- 14
115 +/- 6	545+/- 13
125 +/- 6	529+/- 13
135 +/- 6	505+/- 13
145 +/- 6	482+/- 12
150 +/- 6	470+/- 12
155 +/- 6	451+/- 12
160 +/- 6	431+/- 11
163 +/- 6	413+/- 11
165 +/- 6	399+/- 11
167 +/- 6	386+/- 11
168 +/- 6	377+/- 11
170 +/- 6	358+/-10
171 +/- 6	346+/- 10
172 +/- 6	329+/- 10
173 +/- 6	316+/- 10
174 +/- 6	306+/-9
175 +/- 6	278+/- 9
176 +/- 6	269+/- 9
177 +/- 6	252+/- 9
178 +/- 6	234+/- 9
179 +/- 6	219+/- 8	5
180 +/- 6	202+/- 8	5
181 +/- 6	183+/- 8	5
182 +/- 6	173+/- 8	6
183 +/- 6	157+/- 7	6
184 +/- 6	145+/- 7	7
185 +/- 6	134+/- 7	7
186 +/- 6	124+/- 7	8
187 +/- 6	115+/- 7	9
188 +/- 6	105+/- 7	10
189 +/- 6	96+/- 6	10
190 +/- 6	89+/- 6	11
191 +/- 6	83+/- 6	12
192 +/- 6	76+/- 6	13
193 +/- 6	71+/- 6	14
194 +/- 6	66+/- 6	15
195 +/- 6	61+/- 6	16
196 +/- 6	57+/- 6	17
197 +/- 6	54+/- 6	19
198 +/- 6	50+/- 6	20
199 +/- 6	47+/- 6	21
200 +/- 6	45+/- 6	22
203 +/- 6	39+/- 6	26
206 +/- 6	34+/- 5	30
210 +/- 6	30+/- 5	33
220 +/- 6	26+/- 5	38
230 +/- 6	25+/- 5	40

Na podstawie danych z Tabeli możliwe jest sporządzenie wykresu zależności napięcia od temperatury:

Z wykresu wnioskujemy, iż ze wzrostem temperatury mierzone napięcie maleje, wiec również maleje wielkość magnetyzacji spontanicznej w domenach i wartość magnetyzacji próbki. W okolicach temperatury Curie, gdzie znika uporządkowanie ferromagnetyczne, spadek napięcia jest. szczególnie gwałtowny

Kolejny wykres zależności napięcia od temperatury obrazuje nam obszar ze znacznym spadkiem napięcia:

Na wykresie tym został przedstawiony przedział, w którym zaobserwowano gwałtowny spadek napięcia. Pozwala to odczytać przybliżoną wartość temperatury Curie. W tym celu bierzemy pod uwagę styczne w punktach, i wybieramy tę, która tworzy z osią poziomą kąt najbardziej zbliżony do 90^o (punkt przegięcia wykresu). W naszym przypadku odpowiada temu punkt w temperaturze 174^oC, zatem uwzględniając błąd pomiarowy 6^oC

Temperatura Curie wynosi T_c= 174^oC ± 6^oC

Następnie szkicujemy wykres zależności

Z wykresu odczytujemy przybliżoną wartość temperatury teta, która w tym wypadku wynosi 178°C. Jest to miejsce w którym styczna do wykresu przecina oś temperatury. Uwzględniając błąd pomiarowy 6^oC

Temperatura teta wynosi:
= 178 °C±6^oC

Wnioski

Temperatura curie różni się nieznacznie od temperatury teta, ale różnica ta mieści się w granicach niepewności wyznaczenia tych temperatur.

Dokładność wyznaczenia temperatur: curie oraz teta jest w głównej mierze zależna od dokładności pomiaru temperatury przyrządem użytym w doświadczeniu.

Zaobserwowaliśmy, że wraz ze wzrostem temperatury maleje napięcie indukowane w cewce wtórnej, tak więc maleje jej indukcyjność.

Data wykonania ćwiczenia: 26.03.2008

Data oddania sprawozdania: 2.04.2008

---