TEMAT: Pomiar punktu Curie ferromagnetyków.
Cel ćwiczenia: Poznanie jednej z metod wyznaczania temperatury Curie - metody transformatorowej.
1.Wprowadzenie.
Istnieją pierwiastki (np. Fe, Co, Ni ) wykazujące szczególną podatność magnetyczną, klasyfikuje się je do grupy określanej jako ferromagnetyki. W metalach tych występuje specjalna postać oddziaływań pomiędzy składnikami atomów, zwana sprzężeniem wymiennym .Efekt ten, który dokładnie wyjaśnia fizyka kwantowa, pozwala uzyskać duży stopień uporządkowania domen magnetycznych, pomimo przeciwdziałającego wpływu termicznych drgań atomów. Jednak powyżej pewnej charakterystycznej dla danego materiału wartości temperatury podatność magnetyczna znacznie maleje. Tę wartości temperatury nazwano temperaturą Curie.
Jedną z metod, która pozwala wyznaczyć punkt Curie, jest metoda wykorzystująca transformator.
Badaną próbkę ferromagnetyka umieszczamy wewnątrz spirali grzejnej, będącej jednocześnie uzwojeniem pierwotnym transformatora. Prąd zmienny płynący przez to uzwojenie, powoduje powstanie pola magnetycznego o indukcji
B = m0mI1n1cos2pft , oraz nagrzewanie się próbki.Utrzymując stałe natężenie prądu pierwotnego (np. 2,5A ) utrzymujemy proporcjonalnie stałą gęstość strumienia indukcji prrzypadajacą na powierzchnię przekroju poprzecznego rdzenia (próbka) F(t) = m0mAI1n1cos2pft. Zmiana strumienia w czasie indukuje w uzwojeniu wtórnym SEM indukcji E(t) = - N2 dF/dt. Przy utrzymaniu stałej wartości prądu pierwotnego wielkością zależną od temperatury będzie przenikalność magnetyczna ferromagnetycznego rdzenia transformatora, która pozostaje stała do punktu Curie.
2.Przebieg ćwiczenia .
- Zestawiamy układ zgodnie ze schematem.
- Przy pomocy autotransformatora ustalamy wartość prądu pierwotnego na 2,5 A.
- Odczytujemy napięcie SEM indukowane w uzwojeniu wtórnym transformatora .
- Odczytu dokonujemy co 1mV napięcia termopary w przedziale 3 do 17mV, powyżej co 0,1mV
- Uzyskane wskazania notujemy w tabeli.
3.Układ pomiarowy.