Zespól V	Mariusz Mirosławski
Ćw. nr E-1	Badanie histerezy magnetycznej.
4:IV:1998 r

Materie charakteryzują następujące właściwości magnetyczne: przenikalność magnetyczna próżni - Uo, przenikalność magnetyczna materiału - Ur, indukcja magnetyczna - B, polaryzacja magnetyczna - J, namagnesowanie - M, podatność magnetyczna - x. Własności te związane są równaniami

J = Uo x H = Uo ( Ur - 1 ) H

gdzie

H - natężenie pola magnetycznego

B = Uo H + J = Ur Uo H

Istnej podział materiałów ze względu na własności magnetyczne. Jeśli dla danej substancji x<0 i Ur<1 to nazywamy ja diamagnetykiem. Jeżeli x>0 i Ur>1 to jest to paramagnetyk. Dla niektórych metali x jest rzędu 10000, np.: żelazo, nikiel, kobalt. Bardzo małe pola magnetyczne wystarczają do całkowitego, równoległego względem siebie uporządkowania momentów magnetycznych. Dzieje się to na skutek wewnętrznych oddziaływań w postaci wymiany energii. Momenty magnetyczne metali o bardzo dużym x składają się niemal wyłącznie z momentów spinowych. Jeśli momenty magnetyczne układają się względem siebie równolegle, to substancje taka nazywamy ferromagnetykiem, jeśli nie, antyferrormagnetykiem. Podatności magnetyczne ferro- i antyferromagnetykow są zbliżone. Magnetyzm nie jest zjawiskiem stałym. Wielkość namagnesowania ulega ciągle zmianom. Jest to związane z istnieniem wewnątrz materiału obszarów o stałym namagnesowaniu nazywanych domenami, które różnią się wielkością i kierunkiem wypadkowego momentu magnetycznego. Jeśli ferromagnetyk umieścimy w słabym polu magnetycznym nastąpią zmiany w strukturze domen. Na skutek zmian położenia ich granic, zmienia się namagnesowanie ciała. Przy stosunkowo niewielkim polu magnetycznym - odc. OA

struktura domenowa zmienia się w sposób odwracalny - AC. W czasie wzrostu pola po odcinku CD, wektory namagnesowania domen obracają się. Asymptota krzywej namagnesowania pierwotnego J(H) jest polaryzacja nasycenia Js. Po osiągnięciu stanu tej polaryzacji obserwuje się zjawisko histerezy magnetycznej. Polega ono na tym, ze po zredukowaniu pola do zera, polaryzacja nie zanika. Jest to pozostałość magnetyczna oznaczana także przez Jr. Polaryzacja zanika zupełnie dopiero po przyłożeniu pola -Hc o kierunku przeciwnym, zwanym polem koercji.

Ze względu na kształt i właściwości zjawiska histerezy materiały magnetyczne dzielimy na: twarde - charakteryzują się szeroka pętlą ( magnesy trwale ) oraz miękkie - wąska i stroma pętla ( rdzenie ).

Obliczenia

Natężenie pola magnetycznego określamy ze wzoru:

H=
; gdzie
-ilość zwojów w uzwojeniu pierwotnym

l-średnia długość drogi magnetycznej

-wartość rezystancji rezystora

-czułość wzmacniacza x oscyloskopu

OH-wielkość odczytana z lampy oscyloskopu

Wartość indukcji magnetycznej określamy ze wzoru:

B=
;gdzie
-rezystancja rezystora

-pojemność kondensatora

S - pole przekroju poprzecznego próbek

-ilość zwojów w uzwojeniu pierwotnym

-czułość oznacznika Y oscyloskopu

OB.-wielkości odczytane z lampy oscyloskopu

Nr próbki	U	OBmax	OBr	OHmax	OHc	B1max	B1r	H1max	H1c
	[V]	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]
1	0,49	0,6	0,1	0,6	0,1	0,09	0.015	0.074	0.012
	1,02	1,1	0,4	1,1	0,4	0,165	0.06	0.136	0.049
	1,54	1,6	0,8	1,8	0,5	0,24	0.12	0.222	0.062
	2,01	1,8	0,8	2,4	0,6	0,27	0.12	0.296	0.074
	2,50	1,9	0,9	2,9	0,6	0,285	0.135	0.358	0.074
2	2,49	1,4	0,6	0,8	0,4	0,298	0,128	0,042	0,021
		3,05	1,7	0,9	1,0	0,4	0,361	0,191	0,052	0,021
		3,49	1,9	0,9	1,3	0,4	0,404	0,191	0,068	0,021
		4,02	2,1	1,0	1,7	0,4	0,446	0,213	0,089	0,021
		4,52	2,5	1,0	2,0	0,5	0,531	0,213	0,104	0,026
		5,01	2,6	1,1	2,6	0,5	0,552	0,234	0,136	0,026
		6,01	3,0	1,3	4,0	0,6	0,638	0,276	0,209	0,031
		6,5	3,4	1,4	4,8	0,6	0,723	0,298	0,251	0,031

Wnioski

Próbka pierwsza to ferryt, a druga to blacha transformatorowa. Kształt pętli histerezy jest dowodem na to że nie można usunąć namagnesowania przez zmianę kierunku płynięcia prądu.

---