Tomasz Gliszczyski T2 w. nr 208 29.11.97
Wyznacznie ptli histerezy ferromagnetyków za pomoc halotronu.
W piciu pierwiastkach (Fe, Co, Ni, Gd, Dy) oraz w wielu zwizkach i stopach tych a take innych pierwiastków wystpuje szczególny efekt pozwalajcy uzyska duy stopie magnetycznego uporzdkowania. W tych metalach i zwizkach, zwanych ferromagnetykami, wystpuje specjalna posta oddziaywania, zwana oddziaywaniem wymiennym, które sprzga ze sob momenty magnetyczne atomów w sposób sztywno-równolegy. Zjawisko to wystpuje tylko poniej pewnej temperatury Curie. Powyej temp. Curie sprzganie wymienne zanika i ciao staje si paramagnetykiem.
Obecno ferromagnetyka bardzo silnie wpywa na parametry pola magnetycznego. Rozwamy ferromagnetyk w ksztacie piercienia z nawinit na cewk toroidaln. Kiedy przez cewk niezawierajc rdzenia magnetycznego pynie prd o nateniu im, wewntrz niej powstaje pole magnetyczne o indukcji Bo:
Bo = o n im (1)
W powyszym wzorze n oznacza liczb zwojów przypadajcych na jednostk dugoci troidu , o - przenikalno magnetyczn próni. Po wprowadzeniu do troidu rdzenia indukcja osiga warto B, która jest wielokrotnie wiksza od. Powodem wzrostu jest indukcji jest porzdkowanie si elementarnych dipoli atomowych w rdzeniu i wytwarzanie wasnego pola magnetycznego, które dodaje si do pola wewntrznego. Wobec powyszego cakowit indukcj moemy wyrazi w postaci:
B = Bo + BM (2)
gdzie BM oznacza indukcj magnetyczn pochodzc od rdzenia. Indukcj B we wntrzu rerromagnetyka mona wyrazi nastpujco:
B = o n im (3)
jest bezwymiarow wartoci zwan przenikalnoci magnetyczn orodka, okrelajc ile razy B jest wiksze od Bo. Zaleno indukcji B od prdu magnesujcego nie jest liniowa, poniewa w przypadku ferromagnetyków silnie zaley od natenia prdu magnesujcego:
H = im n (4)
Dla maych wartoci pola magnetycznego indukcja wzrasta gównie dziki zwikszaniu stopnia uporzdkowania dipoli magnetycznych - decydujcym o przyrocie B wyrazem w równaniu (2) jest BM. Po osigniciu nasycenia warto BM si ustala, natomiast Bo cay czas wzrasta liniowo.
Przedstawiany tutaj mechanizm dotyczy próbki która w stanie pocztkowym bya rozmagnesowana. Obrazem graficznym tego procesu jest tzw. Krzywa pierwotnego magnesowania, inaczej krzywa dziewicza na wykresie Ba(H).
Dipol magnetyczne w ferromagnetykach wystpuj w postaci domen. Po osigniciu maksymalnego uporzdkowania pomidzy domenami pojawiaj si siy sprzgajce, co prowadzi do zachowania uporzdkowania nawet po odjcu pola zewntrznego. Warto namagnesowania przy zerowym polu zewntrznym nazywamy pozostaoci magnetyczn lub namagnesowaniem spontanicznym.
Aby zlikwidowa to namagnesowanie musimy przyoy pole zewntrzne o przeciwnym kierunku i o wartoci zwanej polem koercji.
W tym momencie namagnesowanie jest równe zeru. Dalszy wzrost pola w tym samym kierunku prowadzi do odwrócenia domen i powtórzenia procesu porzdkowania w przeciwnym kierunku. Peny przebieg zalenoci indukcji od natenia pola magnetycznego nosi nazw ptli histerezy.
W celu zmierzenia indukcji magnetycznej uywamy piercienia elaznego, w którym wycita jest wska szczelina prostopada do linii indukcji. Indukcja w wskiej szczelinie mao róni si od wartoci we wntrzu frromagnetyka.
Pomiaru indukcji w szczelinie dokonujemy za pomoc halotronu. Podstaw dziaania halotronu jest zjawisko Halla, polegajce na powstawaniu rónicy potencjaów VH midzy dwoma punktami cienkiej pytki póprzewodnika lub przewodnika w wyniku wzajemnego oddziaywania pola magnetycznego i prdu elektrycznego.
Rónica potencjaów VH jest proporcjonalna zarówno do pyncego prdu jak i do indukcji magnetycznej oraz zaley od rodzaju materiau i wymiarów halotronu:
VH = iH B (5)
Wspóczynnik , zwany czuoci halotronu, okrelony jest przez indywidualne wasnoci przyrzdu. Gdy znana jest czuo pomiar indukcji magnetycznej sprowadza si do zmierzenia napicia Halla oraz prdu halotronu i wykorzystania równania (5).
Obliczenia:
Dane: prd halotronu ih = 7 [ x 10-3 A ]
gsto uzwojenia magnesujcego n = 6 [ zw / cm ]
czuo halotronu - = 100 [ V / AT]
Tabela wyników otrzymanych w trakcie wiczenia i oblicze na nich.
( * - oznacza wyniki po odwróceniu kierunku pynicia prdu)
Lp. |
Im [ A] Im = 0.01 [A] |
Uh [ V ] V = 0.001 [V] |
Uh [ V ] * |
H = n Im [Azw/cm] |
B = 0.001 [V] |
B = 0.001 [V] |
1 |
2.94 |
0.668 |
-0.630 |
17.64 |
0.954 |
-0.900 |
2 |
2.90 |
0.666 |
-0.629 |
17.4 |
0.951 |
-0.898 |
3 |
2.85 |
0.665 |
-0.627 |
17.1 |
0.950 |
-0.895 |
4 |
2.80 |
0.664 |
-0.626 |
16.8 |
0.948 |
-0.894 |
5 |
2.75 |
0.662 |
-0.625 |
16.5 |
0.945 |
-0.892 |
6 |
2.70 |
0.660 |
-0.623 |
16.2 |
0.942 |
-0.890 |
7 |
2.65 |
0.659 |
-0.621 |
15.9 |
0.941 |
-0.887 |
8 |
2.60 |
0.657 |
-0.620 |
15.6 |
0.938 |
-0.885 |
9 |
2.55 |
0.655 |
-0.618 |
15.3 |
0.935 |
-0.882 |
10 |
2.50 |
0.653 |
-0.616 |
15.0 |
0.932 |
-0.880 |
11 |
2.45 |
0.651 |
-0.614 |
14.7 |
0.930 |
-0.877 |
12 |
2.40 |
0.650 |
-0.613 |
14.4 |
0.928 |
-0.875 |
13 |
2.35 |
0.648 |
-0.611 |
14.1 |
0.925 |
-0.872 |
14 |
2.30 |
0.646 |
-0.610 |
13.8 |
0.922 |
-0.871 |
15 |
2.25 |
0.643 |
-0.608 |
13.5 |
0.918 |
-0.868 |
16 |
2.20 |
0.642 |
-0.606 |
13.2 |
0.917 |
-0.865 |
17 |
2.15 |
0.641 |
-0.604 |
12.9 |
0.915 |
-0.862 |
18 |
2.10 |
0.638 |
-0.602 |
12.6 |
0.911 |
-0.860 |
19 |
2.05 |
0.637 |
-0.600 |
12.3 |
0.910 |
-0.857 |
20 |
2.00 |
0.634 |
-0.598 |
12.0 |
0.905 |
-0.854 |
21 |
1.95 |
0.632 |
-0.596 |
11.7 |
0.902 |
-0.851 |
22 |
1.90 |
0.630 |
-0.594 |
11.4 |
0.900 |
-0.848 |
23 |
1.85 |
0.627 |
-0.591 |
11.1 |
0.895 |
-0.844 |
24 |
1.80 |
0.626 |
-0.588 |
10.8 |
0.894 |
-0.840 |
25 |
1.75 |
0.624 |
-0..586 |
10.5 |
0.891 |
-0.837 |
26 |
1.70 |
0.614 |
-0.584 |
10.2 |
0.877 |
-0.834 |
27 |
1.65 |
0.612 |
-0.581 |
9.9 |
0.874 |
-0.830 |
28 |
1.60 |
0.609 |
-0.580 |
9.6 |
0.870 |
-0.828 |
29 |
1.55 |
0.607 |
-0.577 |
9.3 |
0.867 |
-0.824 |
30 |
1.50 |
0.604 |
-0.574 |
9.0 |
0.862 |
-0.820 |
31 |
1.45 |
0.602 |
-0.572 |
8.7 |
0.860 |
-0.817 |
32 |
1.40 |
0.600 |
-0.570 |
8.4 |
0.857 |
-0.814 |
33 |
1.35 |
0.598 |
-0.567 |
8.1 |
0.854 |
-0.810 |
34 |
1.30 |
0.596 |
-0.564 |
7.8 |
0.851 |
-0.805 |
35 |
1.25 |
0.593 |
-0.561 |
7.5 |
0.847 |
-0.801 |
36 |
1.20 |
0.590 |
-0.559 |
7.2 |
0.842 |
-0.798 |
37 |
1.15 |
0.587 |
-0.556 |
6.9 |
0.838 |
-0.794 |
38 |
1.10 |
0.584 |
-0.552 |
6.6 |
0.834 |
-0.788 |
39 |
1.05 |
0.581 |
-0.549 |
6.3 |
0.830 |
-0.784 |
40 |
1.00 |
0.577 |
-0.546 |
6.0 |
0.824 |
-0.780 |
41 |
0.95 |
0.574 |
-0.543 |
5.7 |
0.820 |
-0.775 |
42 |
0.90 |
0.570 |
-0.539 |
5.4 |
0.814 |
-0.770 |
43 |
0.85 |
0.566 |
-0.536 |
5.1 |
0.808 |
-0.765 |
44 |
0.80 |
0.563 |
-0.532 |
4.8 |
0.804 |
-0.760 |
45 |
0.75 |
0.559 |
-0.528 |
4.5 |
0.798 |
-0.754 |
46 |
0.70 |
0.554 |
-0.524 |
4.2 |
0.791 |
-0.748 |
47 |
0.65 |
0.550 |
-0.520 |
3.9 |
0.785 |
-0.742 |
48 |
0.60 |
0.543 |
-0.515 |
3.6 |
0.775 |
-0.735 |
49 |
0.55 |
0.539 |
-0.512 |
3.3 |
0.770 |
-0.731 |
50 |
0.50 |
0.534 |
-0.507 |
3.0 |
0.762 |
-0.724 |
51 |
0.45 |
0.528 |
-0.502 |
2.7 |
0.754 |
-0.717 |
52 |
0.40 |
0.524 |
-0.497 |
2.4 |
0.748 |
-0.710 |
53 |
0.35 |
0.516 |
-0.492 |
2.1 |
0.737 |
-0.702 |
54 |
0.30 |
0.512 |
-0.482 |
1.8 |
0.731 |
-0.688 |
55 |
0.25 |
0.502 |
-0.479 |
1.5 |
0.717 |
-0.684 |
56 |
0.20 |
0.496 |
-0.474 |
1.2 |
0.708 |
-0.677 |
57 |
0.15 |
0.490 |
-0.468 |
0.9 |
0.700 |
-0.668 |
58 |
0.10 |
0.473 |
-0.461 |
0.6 |
0.675 |
-0.658 |
59 |
0.05 |
0.465 |
-0.454 |
0.3 |
0.664 |
-0.648 |
60 |
0.00 |
0.455 |
-0.447 |
0.0 |
0.650 |
-0.638 |
Wykres zalenoci B = f (H) na zaczonej kartce.
Wnioski:
Bdy pomiarów s stosunkowo niedue ( umieszczone w tabeli oznaczone ), wynika to z duej dokadnoci przyrzdów, a take z duej iloci pomiarów.
Wyniki odczytywaem z dokadnoci 0.01 zarówno w przypadku amperomierza jak i voltomierza.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
208 02, Nr ˙w.
208 01, Nr ˙w.
105 02, Nr ˙w.
305-02, Nr ˙w.
306-02, Nr ?w
208 3, Nr ˙w.:208
protokół 02, Protok˙˙ ˙w. nr.2
USTAWA z dnia) sierpnia97 r o ochronie?nych osobowych (t j Dz U 02 r Nr1 poz ?6, ze zm )
108EDDDDDDDD, nr ?w
308c, Nr.˙w.
322-02, nr
104-07, Nr ˙w.
108 12, Nr ˙w.
206-02, Nr ˙wicz
120 06, Nr ˙w.
108b 4, nr ˙w.
MATEOO~1(3), Nr ˙w.
więcej podobnych podstron