Krzysztof Michalski I TM gr.Db
Temat: Wyznaczanie temperatury Curie ferrytu.
TEORIA:
Polem magnetycznym nazywamy taki stan przestrzeni, w którym na poruszajce si adunki dziaaj siy. Jest ono wytwarzane przez poruszajce si adunki pozostajce w ruch uporzdkowanym.
Podstawow wielkoci charakteryzujc p. magnetyczne jest indukcja magnetyczna, okrelajca oddziaywanie pola na poruszajcy si adunek. Zaley ona równie od wasnoci orodka i tak dla próni wynosi ona:
W orodkach materialnych pole zewntrzne oddziaywuje na elementarne obwody prdu zwizane ze spinem i ruchem orbitalnym elektronu, uporzdkowujc ich momenty magnetyczne w kierunku pola. W ten sposób powstaje pole dodatkowe, którego natenie zwane namagnesowaniem równa si momentowi magnetycznemu jednostki objtoci ciaa:
, gdzie:
- liczba atomów w jednostce objtoci uporzdkowanych w kierunku pola,
- wypadkowy moment magnetyczny atomu.
Indukcja magnetyczna ciaa wynosi zatem:
Indukcja magnetyczna moe zosta równie wyraona nastpujcym wzorem:
F - sia dziaajca w polu na przewodnik
I - natenie prdu w tym przewodniku
l - dugo przewodnika
Jest ona wielkoci wektorow Kierunek tego wektora jest styczny do linii pola magnetycznego a zwrot wyznacza regua prawej doni.
Stosunek namagnesowania do natenia pola zewntrznego nazywamy podatnoci magnetyczn:
Ze wzgldu na jej warto i zaleno od temperatury i natenia pola dzielimy ciaa na:
1. Diamagnetyki (ciaa, np. gazy szlachetne, Zn, Cr, których atomy maj moment magnetyczny równy zeru, a orbity elektronów w zewntrznym polu magnetycznym wykonuj ruch precesyjny. Wytwarza on niewielki dodatkowy moment magnetyczny).
Paramagnetyki (np. powietrze, Al) - ciaa, których atomy lub czsteczki posiadaj wypadkowy, róny od zera moment magnetyczny. Ciaa te nie wykazuj namagnesowania w nieobecnoci pola zewntrznego. Podatno magnetyczna paramagnetyków jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury bezwzgldnej:
Wzór ten wyraa prawo Curie zgodnie z którym podatno magnetyczna paramagnetyków jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury bezwzgldnej. Jej warto liczbowa jest rzdu 10-6-10-2.
3. Ferro-, ferri-, antyferromagnetyki (ciaa o strukturze domenowej; domeny s to mae obszary, w obrbie których nastpuje spontaniczne uporzdkowanie momentów magnetycznych tych cia. W ferromagnetykach Fe, Co, Ni, momenty magnetyczne wewntrz domeny s zgodnie skierowane, w zwizku z tym domeny maj wasny silny moment magnetyczny.
Dla kadego ferromagnetyka istnieje okrelona temperatura
zwana temperatur (punktem) Curie, w której ruch cieplny niszczy struktur domenow i powoduje przejcie materiau w stan paramagnetyczny. Inaczej mówic jest to temperatura powyej której traci on swoje zdolnoci ferromagnetyczne. Podatno w tym stanie spenia prawo Curie - Weisa
Inne wielkoci okrelajce p. magnetyczne:
- Strumie indukcji magnetycznej, wyraony wzorem:
- Natenie pola magnetycznego:
, gdzie:
- przenikalno magnetyczna próni
Natenie pola magnetycznego moemy wyrazi równie wzorem Biota - Savarta:
zaley tylko od natenia prdu i pooenia
poszczególnych odcinków przewodnika, wzgldem rozpatrywanego pola.
Um [mV] |
Uw [v] |
T[k] |
Um [V] |
Uw ' [V] |
0 |
0,009 |
294,16 |
0 |
|
1 |
0,875 |
312,78 |
0,001 |
|
2 |
0,877 |
331,40 |
0,002 |
|
3 |
0,879 |
350,03 |
0,003 |
|
4 |
0,884 |
368,65 |
0,004 |
|
5 |
0,887 |
387,27 |
0,005 |
|
5,1 |
0,893 |
389,13 |
0,0051 |
|
5,2 |
0,896 |
390,99 |
0,0052 |
|
5,3 |
0,9 |
392,86 |
0,0053 |
|
5,4 |
0,903 |
394,72 |
0,0054 |
|
5,5 |
0,904 |
396,58 |
0,0055 |
|
5,6 |
0,904 |
398,44 |
0,0056 |
8,17 |
5,7 |
0,911 |
400,31 |
0,0057 |
2,69 |
5,8 |
0,912 |
402,17 |
0,0058 |
1,61 |
5,9 |
0,902 |
404,03 |
0,0059 |
1,15 |
6 |
0,844 |
405,89 |
0,006 |
0,89 |
6,1 |
0,714 |
407,75 |
0,0061 |
0,73 |
6,2 |
0,59 |
409,62 |
0,0062 |
0,62 |
6,3 |
0,516 |
411,48 |
0,0063 |
0,53 |
6,4 |
0,47 |
413,34 |
0,0064 |
0,47 |
6,5 |
0,445 |
415,20 |
0,0065 |
0,42 |
6,6 |
0,419 |
417,07 |
0,0066 |
0,38 |
6,7 |
0,398 |
418,93 |
0,0067 |
0,35 |
6,8 |
0,376 |
420,79 |
0,0068 |
0,32 |
6,9 |
0,363 |
422,65 |
0,0069 |
0,30 |
7 |
0,34 |
424,51 |
0,007 |
0,28 |
7,1 |
0,318 |
426,38 |
0,0071 |
0,26 |
7,2 |
0,295 |
428,24 |
0,0072 |
0,24 |
7,3 |
0,26 |
430,10 |
0,0073 |
0,23 |
7,4 |
0,22 |
431,96 |
0,0074 |
0,22 |
7,5 |
0,192 |
433,82 |
0,0075 |
0,21 |
7,6 |
0,198 |
435,69 |
0,0076 |
0,20 |
7,7 |
0,211 |
437,55 |
0,0077 |
0,19 |
7,8 |
0,165 |
439,41 |
0,0078 |
0,18 |
7,9 |
0,13 |
441,27 |
0,0079 |
0,17 |
8 |
0,114 |
443,14 |
0,008 |
0,16 |