Inżynieria materiałowa Temat: BADANIE PĘTLI HISTEREZY MAGNETYCZEJ FERROMAGNETYKÓW	Ćw. Nr 5
Imię i nazwisko: Radosław Gorzaliński
Data ćwiczenia: 18.11.2009	Data oddania sprawozdania: 02.12.2009

1. Wprowadzenie

W fizyce ferromagnetyk to ciało, które wykazuje własności ferromagnetyczne. Do ferromagnetyków należą m.in. żelazo, kobalt, nikiel i niektóre stopy. Każdy atom ferromagnetyka wytwarza własne pole magnetyczne. Atomy te mają tendencję do ustawiania się w ten sposób, aby ich pole magnetyczne miało ten sam kierunek, co pole magnetyczne atomów sąsiednich. W rezultacie tworzą się duże obszary (w porównaniu z rozmiarami pojedynczego atomu), w których pole magnetyczne ma stały kierunek. Te obszary nazywamy domenami magnetycznymi. Ale pole magnetyczne każdej z domen może być ustawione w zupełnie dowolnym kierunku. Dlatego ferromagnetyk może nie wytwarzać zewnętrznego pola magnetycznego, czyli może nie być magnesem. Gdy jednak umieścimy ferromagnetyk w zewnętrznym polu magnetycznym, wówczas domeny zaczynają ustawiać się zgodnie z tym zewnętrznym polem magnetycznym. Dzięki obserwacji pętli histerezy magnetycznej danego materiału możemy się dowiedzieć czy dany materiał dobrze się magnesuje czy źle oraz czy magnesuje się na stałe czy tylko chwilowo. Od tego będzie zależeć przyszłe zastosowanie ferromagnetyka. Ferromagnetyki dzieli się na twarde i miękkie. Ferromagnetyki twarde zachowują stan namagnesowania pomimo zmian zewnętrznego pola magnetycznego. Ferromagnetyki miękkie tracą zewnętrzne namagnesowanie po usunięciu pola magnetycznego zachowując jedynie namagnesowanie resztkowe znacznie mniejsze od maksymalnego.

2. Opis czynności:

1. Skalibrowanie oscyloskopu.

2. Włączenie transformatora i przystosowanie prądu skutecznego do czułości oscyloskopu.

3. Dokonanie pomiarów i narysowanie na ich podstawie wykresów.

4. Obliczenie potrzebnych wartości.

5. Sformułować wnioski końcowe.

3. Tabele

3.1. Parametry badanych materiałów:

Badany materiał	Pole przekroju poprzecznego rdzenia S [m^2]	Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego (magnesującego) Nm	Liczba zwojów uzwojenia wtórnego (pomiarowego) Np	Długość uzwojenia l [m]
Blacha anizotropowa	0,0048	270	650	96
Blacha izotropowa	0,0027	150	4000	368
Ferryt	0,0013	200	1000	58

Materiał\Parametr	Isk [A]	kx [V}	ky [V]	Uc [V]	U'c [V]	R2 [MΩ]	C [µF]	Hmax [A/m]	Hc [A/m]	Bmax [T]	Br [T]	Xc [cm]	xmax [cm]	yr [cm]	ymax [cm]	xmax’ [cm]	ymax’ cm]
Blacha anizotropowa	0,25	5	0,005	0,013	0,001	12	3,3	0,99	0,970	0,165	0,013	0,4	4,1	0,3	2,6	4,9	2,8
Blacha izotropowa	0,09	2	0,01	0,016	0,01	12	3,3	0,122	0,043	0,059	0,034	1,2	3,4	1	1,6	3,8	1,6
Ferryt	0,34	10	0,001	0,0013	0,001	12	3,3	1,658	1,786	0,039	0,030	1,4	2,8	1	1,3	3,2	1,4

3.2. Wartości obliczonych parametrów charakteryzujących pętle histerezy:

3.3. Wartości obliczonych parametrów charakteryzujących pętle histerezy dla różnych I_sk :

Materiał\Parametr	Isk [A]	kx [V}	ky [V]	Uc [V]	U'c [V]	Rz [Ω]	C [F]	Hmax [A/m]	Hc [A/m]	Bmax [T]	Br [T]	Xc [cm]	xmax [cm]	yr [cm]	ymax [cm]
Blacha izotropowa	0,15	2	0,005	0,025	0,011	12	3,3	0,086	0,021	0,092	0,040	1,2	5	2,2	4,8
	0,1	2	0,005	0,016	0,0105	12	3,3	0,057	0,016	0,059	0,038	1,1	4	2,1	3,2
	0,05	2	0,005	0,013	0,009	12	3,3	0,029	0,013	0,048	0,033	0,9	2	1,8	2,6
	>0,05	2	0,005	0,006	0,0045	12	3.3	0,028	0,012	0,022	0,016	0,6	1,4	0,9	1,2

4.Przykładowe obliczenia (dla blachy anizotropowej w 3.1)

H_max==

H_c==

5. Wnioski

Blacha anizotropowa jest materiałem miękkim, gdyż posiada wąską pętlę histerezy. Bardzo szybko się namagnesowuje, ale także i rozmagnesowuje (namagnesowanie nietrwałe). W blachach anizotropowych zawartość krzemu najczęściej wynosi około 3 %. Blacha izotropowa także jest materiałem miękkich, chociaż jej pętla histerezy jest szersza od pętli histerezy blachy anizotropowej. Posiada większą ilość krzemu, dzięki czemu posiada polepszą trwałość i większą przenikalność magnetyczną względną. Pętla histerezy jest najszersza spośród badanych materiałów, zatem jest on magnetykiem twardym. Jego przewodnictwo ma charakter półprzewodnikowy – zwiększa się ze wzrostem temperatury.