1997 / 98	LABORATORIUM FIZYCZNE
Ćwiczenie nr 73	Pomiar podatności magnetycznej metodą wagi Gouy'a
IZK K 02	Martin Piotr Denis Rafał
Wykonanednia 20.04.1998		Data	Ocena	Podpis

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.

Początek ćwiczenia polegał jednak na wyznaczeniu charakterystyki B = B ( I ),
dla elektromagnesu używanego podczas ćwiczenia.

2. Układ pomiarowy

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:

gdzie: F_x - siła oddziaływująca na badaną próbkę,
A - przekrój próbki,
H_Y, H_Y0 - wartości pola działające na próbkę,
μ₀ - przenikalność magnetyczna próżni.

Wielkość pola Hy można znaleźć badając charakterystykę elektromagnesu B=B(I).

3. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów

• zasilacz prądu stałego z wbudowanym amperomierzem:

klasa 1,5

zakres 10A

• suwmiarka:

dokładność 0,01mm

zakres 250 mm

4. Tabele pomiarowe

Lp.	Próbka nr. 1 grafit	Próbka nr 2 CuSO4 (siarczan miedziowy)	Próbka nr 3 NiSO4 (siarczan niklowy)
	d [mm]	d [mm]	d [mm]
1 2 3	9,1 9,1 9,1	14,5 14,5 14,5	10,1 10,1 10,1

Charakterystyka elektromagnesu

I [a]		1		1,5		2	2,5		3		3,5		4		4,5		5		5,5	6
B [mT]		109		159		206	260		308		360		412		464		518		560	605
Lp.	I		grafit					I		CuSO4				I		NiSO4
		[A]		m		F=mg			[A]		m		F=mg		[A]		m		F=mg
						[mg]		[N]					[mg]				[N]				[mg]		[N]
1 2 3	4 5 6		40 70 100		0,0003924 0,0006867 0,000981			4 5 6		90 140 190		0,0008829 0,0013734 0,0018639		4 5 6		50 110 200		0,0004905 0,0010791 0,001962

5. Przykładowe obliczenia

Przytoczony wcześniej wzór:

dodatkowo możemy przekształcić na:



Zanim przystąpię do obliczania podatności obliczam średnicę próbek:

Dla grafitu ta wartość wynosi A= 65,0058 *10^-6 [m²]

Dla siarczanu miedzi A=165,046 * 10^-6 [m²]

Dla siarczanu niklowego A= 80,077 * 10^-6 [m²]

Wyniki pomiarów podatności magnetycznej

Lp.	B	χ	χ	χ
	[mT]	(grafit)	(siarczan miedzi)	(siarczan niklowy)
1 2 3	200 500 2000	2,403 0,673 0,060	2,130 0,530 0,045	2,440 0,850 0,097

6. Rachunek błędu

a) błędy zostały obliczone metodą różniczki logarytmicznej:

Poszczególne błędy pomiarowe:
- Δm = 10 mg,
- Δr = 0,05 mm,

- ΔB = 7,5 mT,

b) błąd pomiarowy obliczyłem dla CuSO₄ pomiar drugi

7. Uwagi i wnioski

Jak wynika z tabeli pomiarowej próbka CuSO₄ reagowała na zmianę napięcia prądu, a jej podatność magnetyczna wynosi

χ=0,00486

NiSO₄ oraz grafit także reagowały na zmianę prądu, chociaż wartości te nie były dużo większe od CuSO₄.

Wykonanie pomiarów było dość trudne ze względu na dokładność pomiaru próbek oraz dokładne zrównoważenie wagi w celu otrzymania w miarę dokładnej wartości Fx.

---