1996/1997 |
LABORATORIUM Z FIZYKI |
|||
ĆW. NR
73 |
TEMAT: POMIAR OPORNOŚCI METODĄ WAGI GOUY'A |
|||
WYDZ. ELEKT KIER. E.L. i T. GRUPA E03 |
NAZWISKO I IMIĘ :
WARDZIŃSKI SERGIUSZ |
|||
DATA WYKON. |
OCENA |
DATA ZALICZ. |
PODPIS |
|
24.04.1997 |
T |
|
|
|
|
S |
|
|
|
1. ZASADA POMIARU.
Ze względu na wartość i znak podatności magnetycznej materiały magnetyczne można podzielić na diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki. W ćwiczeniu należy zmierzyć wartość podatności dla kilku paramagnetyków.
Można określić podatność magnetyczną (objętościową) mierząc wielkość siły działającej na próbkę umieszczoną w niejednorodnym polu magnetycznym.
Siła działająca na próbkę o długości dx i polu przekroju S jest równa:
Siła działająca na całą próbkę wynosi , zatem podatność magnetyczna wyraża się wzorem:, skąd gdy Hy >>Hy0:
Wielkość pola Hy można znaleźć badając charakterystykę elektromagnesu B = f(I).
2. SCHEMAT POMIAROWY.
3. OCENA DOKŁADNOŚCI POJEDYNCZYCH POMIARÓW.
a) zasilacz prądu stałego z wbudowanym amperomierzem: ΔI = ± 0,15 A
b) teslomierz: ΔB=± 30 mT
c) suwmiarka: dokładność 0,1mm
d) odważniki Δm= ± 10 mg (najmniejszy odważnik)
4. TABELE POMIAROWE.
1. Charakterystyka elektromagnesu B=f(I):
I (A) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
B (mT) |
109 |
206 |
308 |
412 |
518 |
605 |
2. Przekrój wewnętrzny badanych rurek
C |
NiSO4 |
CuSO4 |
[mm] |
[mm] |
[mm] |
8,10 |
8,65 |
8,60 |
8,10 |
7,80 |
8,05 |
8,15 |
8,25 |
8,10 |
8,12 |
8,23 |
8,25 |
C - grafit
NiSO4 - siarczan niklawy
CuSO4 - siarczan miedziowy
3. Wyznaczenie siły działającej na próbkę umieszczoną w polu magnetycznym
|
|
C |
NiSO4 |
CuSO4 |
|||
Lp. |
I |
m |
F |
m |
F |
m |
F |
|
[A] |
[mg] |
[N] |
[mg] |
[N] |
[mg] |
[N] |
1 |
6,0 |
------- |
------------- |
---------- |
------------------ |
110 |
1079,1*10-6 |
2 |
5,0 |
-100 |
-981*10-6 |
---------- |
------------------ |
70 |
686,7*10-6 |
3 |
4,0 |
-60 |
-588,6*10-6 |
110 |
1079,1*10-6 |
50 |
490,5*10-6 |
4 |
3,0 |
-40 |
-392,4*10-6 |
70 |
686,7*10-6 |
20 |
196,2*10-6 |
5 |
2,0 |
-20 |
-196,2*10-6 |
50 |
490,5*10-6 |
--------- |
---------------- |
6 |
1,0 |
------- |
------------- |
20 |
196,2*10-6 |
--------- |
---------------- |
5. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA.
Obliczenie siły działającej na próbkę :
F = m * g
próbka 1 - grafit
F = (-100) *10-6 * 9,81 = 0,000981 [N]
Obliczenie podatności magnetycznej :
m0= 4P*10-7 [Vs/Am]
S = P*r2 , r = d/2
próbka 2 - NiSO4
6. RACHUNEK BŁĘDÓW.
Obliczenie błędu maksymalnego podatności z różniczki logarytmicznej
próbka 1 (grafit)
ΔB=± 30 mT Δd= 0,1mm Δm= ± 10 mg
7. ZESTAWIENIE WYNIKÓW.
Lp. |
B |
grafit |
NiSO4 |
CuSO4 |
|
[mT] |
c |
c |
c |
1 |
605 |
------------- |
------------- |
138,9*10-3 |
2 |
518 |
-177,4*10-3 |
------------- |
120,6*10-3 |
3 |
412 |
-168,3*10-3 |
298,8*10-3 |
136,2*10-3 |
4 |
308 |
-200,7*10-3 |
342,8*10-3 |
97,5*10-3 |
5 |
206 |
-224,4*10-3 |
547,4*10-3 |
--------------- |
6 |
109 |
------------- |
782,1*10-3 |
--------------- |
|
|
c ± Dc |
c ± Dc |
c ± Dc |
|
|
(192,7 ± 19,8) *10-3 |
(492,8 ± 172) *10-3 |
(123,3 ± 14,25) *10-3 |
Dc -błąd przeciętny
8. UWAGI I WNIOSKI.
Na dokładność pomiarów w tym doświadczeniu miały negatywny wpływ następujące błędy:
błąd pomiaru średnicy wewnętrznej rurek, w których znajdowały się próbki, wynikły ze zniekształceń rurek przy krawędziach.
błąd wynikły z niedokładności odczytu na wadze laboratoryjnej.
Jak wynika z przeprowadzonego doświadczenia grafit zachowywał się inaczej w polu magnetycznym (był wypychany) niż pozostałe dwie próbki, stąd wniosek, że grafit jest diamagnetykiem.