Politechnika ÅšlÄ…ska

Wydział AEiI

Kierunek AiR

Ćwiczenie laboratoryjne z fizyki:

Wyznaczanie temperatury Curie dla ferrytów.

Grupa IV, sekcja V

Dobisz Marcin

Kowalik Tomasz

Mucha Adam

Gliwice dnia 19.03.99

I. Część teoretyczna

Temperatura Curie związana jest z właściwościami elektrycznymi ferrytów. Ferromagnetyki charakteryzują się dużą podatnością magnetyczna i jej dużą zależnością od natężenia zewnętrznego pola magnetycznego.

Ferromagnetyki po namagnesowaniu i usunięciu pola magnesującego zachowują trwale pewien moment magnetyczny, zwany pozostałością magnetyczną. Ferromagnetyzm występuję w tych ciałach, w których jest silne oddziaływanie między spinowymi momentami magnetycznymi; jest on własnością kryształów, a nie pojedynczych atomów. W wyniku tego działania stabilnym energetycznie stanem elektronów w krysztale jest stan, w którym spinowe momenty magnetyczne są ułożone równolegle.

W pewnych kryształach jednak stan uporządkowania charakteryzuje się tym, że spinowe momenty magnetyczne są zorientowane antyrównolegle, ciała takie nazywamy antyferromagnetykami.

Podatność magnetyczna ferromagnetyków zależy od temperatury. W pewnej temperaturze, zwanej temperaturą Curie, ferromagnetyki tracą swoje własności i stają się paramagnetykami. Ruchy cieplne burzą równolegle ułożone momenty magnetyczne, co prowadzi do spadku przenikalności magnetycznej ferromagnetyka.

Zależność tą ujmuje prawo Curie-Weissa:

gdzie:

- podatność magnetyczna

- stała Curie

- temperatura Curie, stała Weissa

II. Opis ćwiczenia

Na szklanej rurze nawinięte są zwoje transformatora. Wewnątrz rury umieszczamy cylindryczny, ferrytowy rdzeń. Do rdzenia przyłączone jest złącze termopary, której drugi koniec posiada temperaturę otoczenia. Prąd płynący przez uzwojenie pierwotne transformatora powoduje wydzielanie się ciepła i ogrzewanie rdzenia ferrytowego. Temperaturę rdzenia można określić z krzywej cechowania termopary mierząc silę termoelektryczna miliwoltomierzem.

Natężenie prądu w uzwojeniu wtórnym jest funkcją przekładni transformatora, która z kolei zależy od sprzężenia magnetycznego, a wiec od przenikalności magnetycznej rdzenia ferrytowego. Po osiągnięciu przez rdzeń temperatury Curie, przenikalność magnetyczna ferrytu spada, co wpływa na spadek natężenia prądu w uzwojeniu wtórnym.

Temperaturę Curie wyznaczamy z wykresu zależności prądu płynącego przez uzwojenie wtórne transformatora od temperatury rdzenia. Do tego celu stosujemy regresję liniową dla wzrostu i spadku natężenia prądu.

III. Opracowanie wyników pomiarów

1. Charakterystyka przyrządów pomiarowych

Miernik	Klasa	Zakres	Dokładność odczytu	Błędy pomiarowe

BÅ‚Ä…d pomiarowy obliczony ze wzoru:

2. Cechowanie termopary.

U [mV]	T [K]
1,80	333
2,22	343
2,63	353
3,04	363
3,46	373
3,87	383
4,29	393
4,70	403
5,12	413
5,53	423
5,94	433
6,36	443
6,77	453
7,19	463
7,60	473

IV. Podsumowanie

---