Rok akademicki 1998/99	LABORATORIUM FIZYCZNE
Nr Ćwiczenia 73	Pomiar podatności magnetycznej za pomocą wagi Guy'a.
Wydział : elektronika Kierunek : Informatyka Grupa : 1.2	Jarosław Struś
Data 23. IV. 1999		Ocena	Podpis
	T
	S

1.Podstawa 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.

- Teslomierz klasa - 2.5 %

zakresy z₁ = 200 [mT] ΔB = 5 [mT]

z₂ = 500 [mT] ΔB = 13 [mT]

z₃ = 2 [T] ΔB = 50 [mT]

- Odważniki - Δm = ± 10 [mg]

- Przekrój próbki ( suwmiarka ) - Δd = ± 0.1 [mm]

- Amperomierz klasa - 1.5 zakres 10 [A] ΔI = 0.15 [A]

4. Tabele pomiarowe.

a) charakterystyka elektromagnesu B = f(I):

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

b) średnice przekroju poprzecznego badanych próbek:

L.p		Grafit		Chlorek Żelazowy		Siarczan Niklawy
		D[mm]		d[mm]		d[mm]
1.		8		3.8		9.1
2.		8		3.8		9.1
3.		8		3.8		9.1
d		8		3.8		9.1

c) Wyznaczenie siły działającej na próbkę mierzoną w różnych polach magnetycznych

L.p	I	Grafit		I	Chlorek Żelazowy		I	Siarczan Niklawy
	[A]	m	Fx = m⋅g	[A]	m	Fx = m⋅g	[A]	m	Fx = m⋅g
		[mg]	[N]			[mg]		[N]		[mg]	[N]
1.	6	-120	-0.001180	4.5	50	0.000490	3.5	40	0.000392
2.	4	-60	-0.000588	3	20	0.000196	3	20	0.000196
3.	3	-40	-0.000392	1.5	10	0.000098	2	10	0.000098

d) Wyniki pomiarów wartości podatności χ magnetycznej:

L.p	B	Grafit	B	Chlorek Żelazowy	B		Siarczan Niklawy
	[mT]	χ	[mT]	χ	[mT]		χ
1.	605	-0.000160	464	0.00158	360		0.000380
2.	412	-0.000173	308	0.00144	308		0.000260
3.	308	-0.000206	159	0.00270	206		0.000290
	χsr	0.000180	χsr	0.00190		χsr	0.000310
	Δχ	0.000018	Δχ	0.00053		Δχ	0.000050

5. Przykładowe obliczenia wartości złożonych.

1. siłę F_x działającą na próbkę obliczono ze wzoru:

• pomiar dla Grafitu l.p1

2. podatność magnetyczną χ obliczono ze wzoru:

- pomiar dla Grafitu l.p 1

6. Rachunek błędów.

1. błąd przeciętny podatności magnetycznej Δχ wyznaczono ze wzoru:

- pomiar dla Grafitu

b) błąd maksymalny Δχ obliczono z różniczki logarytmicznej:

7. Zestawienie wyników.

- grafitu - χ = -0.000180 ± 0.000018

- chlorku żelazowego - χ = 0.00190 ± 0.00053

- Siarczan Niklawy - χ = 0.000310 ± 0.000050

8. Uwagi i wnioski.

Na błędy występujące w ćwiczeniu miało wpływ wiele czynników. Najważniejszym z nich była niedokładność odczytu z wagi laboratoryjnej, brakowało bowiem odważników aby jak najprecyzyjniej ustawić wagę. Inny błąd wynikał z małej dokładności ustawienia prądu na amperomierzu wbudowanym w zasilacz. Wpływ na pomiary miały również błędy pomiaru średnicy wewnętrznej rurek. Otrzymane wyniki pomiaru podatności magnetycznej są jednak zadawalające. Znacznie lepsze wyniki uzyskać jednak można stosując bardziej dokładną wagę.

---