TARASIUK MARIUSZ	TEMAT: Ferromagnetyczne własności materii.
POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczenia Nr 58 .
Wydział Informatyki i Zarządzania II Rok	DATA: 06.12.95 OCENA

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest obserwacja oscyloskopowa krzywej histerezy magnetycznej dla różnych ferromagnetyków i wyznaczenie pozostałości magnetycznej , natężenia pola korelacji oraz kształtu krzywej magnesowania.

Pole magnetyczne w ośrodkach można scharakteryzować za pomocą za pomocą : Indukcji magnetycznej B, natężeniu pola magnetycznego H i polaryzacji magnetycznej J. Ogólny związek pomiędzy tymi wektorami ma postać:

B = m₀ *H + J

gdzie : m₀ - przenikalność magnetyczna próżni (4p * 10^-7 Vs/Am).

Podatność magnetyczna i przenikalność magnetyczna charakteryzują właściwości magnetyczne ośrodka. W zależności od znaku i wartości ośrodki dzielą się na:

- diamagnetyki,

- paramagnetyki,

- ferromagnetyki.

Diamagnetyki i paramagnetyki należą do materiałów słabo magnetycznych, ich przenikalność magnetyczna jest bliska jedności. Ferromagnetyki mają bardzo dużą przenikalność magnetyczna. Są to takie ciała, których atomy mają nieskompensowane spinowe momenty magnetyczne elektronów.

Wzory wykorzystane w opracowywaniu wyników:

n₁

H= --------------- * U_x

l * R₁

gdzie: n₁ - liczba zwojów,

l - średnia długość drogi magnetycznej

R ₁ - opór opornika ;

U_x = Z_x *X

gdzie: Z_x - zakres napięcia a oscyloskopie [V/cm]

X - położenie punktu M ( odległość rzutu 0M na oś X),

R_z * C₁

B = --------------------

S *n_z

gdzie: C₁ - pojemność kondensatora

R₂ - opór

S - powierzchnia przekroju poprzecznego rdzenia tomidu.

Tabela pomiarów:

U_x - wartość spadku napięcia na rezystorze R₁,

U_y - wartość spadku napięcia na kondensatorze C₁.

Próbka nr 1.

Lp.	x [cm]	Dx [cm]	zakres x [V/cm]	y [m]	Dy [cm]	zakres y [mV/cm]	Ux [V]	Uy [mV]
	1,6		0,2	2,4		2	0,32	4,80
	5,2			6,0			1,04	12,00
	8,0			6,8			1,60	13,60
	4,8	0,4	0,5	3,6	0,4	5	2,40	18,00
	5,6			3,6			2,80	18,00
	6,4			4		10	3,20	20,00
	4,2		1,0	2			4,20	20,00
	4.8			2			4,80	20,00
	5,6			2			5,60	20,00

Próbka nr 2.

Lp.	x [cm]	Dx [cm]	zakres x [V/cm]	y [m]	Dy [cm]	zakres y [mV/cm]	Ux [V]	Uy [mV]
	1,6		0,2	2,0		5	0,30	10
	2,8			3,6			0,56	18
	4,8			5,2			0,96	26
	7,6			6,0			1,52	30
	4,0	0,4	0,5	3,6	0,4	10	2,00	36
	5,2			3,6			2,60	36
	6,0			4			3,00	40
	6.8			4			3,40	40
	8,0			4,4			4,00	44
	8,8			4,4			4,40	44

Dane dotyczące użytych próbek:

Próbka

Próbka	R1 [W]	n1 [zw]	n2 [zw]	l [mm]	s [mm^2]
1.	10	200	200	90	45
2.	8,2	250	200	94	56

C₁ = 1,5 mF , R₂ =200 kW

Tabela wyników otrzymanych z doświadczenia:

Próbka nr 1.

Lp.	Ux [V]	DUx [v]	Uy [mV]	Uy [mV]	H	DH	B	Uy [mV]
	0,3200		0,00480		71,11		0,15998
	1,0400	0,0008	0,01200	0,00008	231,11	0,18	0,40000	0,00027
	1,6000		0,01360		355,55		0,45329
	2,4000	0,002	0,01800	0,00002	533,33	0,44	0,59994	0,0006
	2,8000		0,01800		622,22		0,59994
	3,2000		0,02000		711,10		0,66660
	4,2000		0,02000		933,32		0,6660
	4,8000	0,004	0,02000	0,00004	1066,56	0,89	0,6660	0,0013
	5,6000		0,02000		1244,43		0,6660

Próbka nr 2.

Lp.	Ux [V]	DUx [v]	Uy [mV]	Uy [mV]	H	DH	B	Uy [mV]
	0,3000		0,01100		97,30		0,26790
	0,5600	0,0008	0,01800	0,00008	181,63	0,26	0,48222	0,00021
	0,9600		0,02600		311,37		0,69654
	1,5200	0,002	0,03000	0,00002	493,00	0,65	0,80370	0,00054
	2,0000		0,03600		648,68		0,96446
	2,6000		0,03600		843,28		0,96444
	3,0000		0,04000		973,02		1,07160
	3,4000	0,004	0,04000	0,00004	1102,80		1,07160
	4,0000		0,04400		1297,40	1,3	1,17880	0,0011
	4,4000		0,04400		1427,10		1,17880

Przykładowe obliczenia:

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

................................................................................................................................

Schemat urządzenia:

Wnioski:

Metoda oscyloskopowa wykorzystana do wyznaczania pętli histerezy pozwoliła dosrzec zależność pomiędzy napięciem podawanym na płytkę a indukcją magnetyczną B. Zależność widać było na ekranie oscyloskopu. Zwiększając napięcie następowała zmiana pętli histerezy magnetycznej. Zatem zmieniając napięcie układu pomiarowego, możemy wyznaczyć krzywą pierwotnego namagnesowania oraz pętlę histerez. Zależność pomiędzy B i H ilustruje wykres.

---