P O L I T E C H N I K A Œ L ¥ S K A

Wydzia³ A E i I Kierunek A i R

Æwiczenia laboratoryjne z fizyki

Wyznaczanie temperatury Curie dla ferrytów.

Grupa 2 Sekcja 1

Szczyrba S³awomir

Gliwice 02 - 06 - 93

1. WSTÊP TEORETYCZNY

Ferromagnetyzm jest to w³asnoœæ magnetyczna cia³ krystalicznych , w których dziêki istnieniu zlokalizowanych spinów atomowych wystêpuje uporz¹dkowanie magnetyczne w temperaturach ni¿szych od temperatury Curie Tc. Uporz¹dkowanie polega na równoleg³ym ustawieniu momentów spinowych w makroskopowych obszarach kryszta³u , zwanych domenami. Pod wp³ywem pola magnetycznego nastêpuje taki ruch œcianek domen aby mo¿liwie najwiêksza objêtoœæ kryszta³u mia³a momenty magnetyczne domen skierowane równolegle do kierunku pola magnetycznego. W temperaturze powy¿ej temperatury Curie uporz¹dkowanie ferromagnetyczne zanika i cia³o ferromagnetyczne staje siê paramagnetykiem.

Ferrytem nazywamy zwi¹zek chemiczny tlenku ¿elazowego Fe2O3 z tlenkami innych metali , wykazuj¹cy w³aœciwoœci ferromagnetyczne i pólprzewodnikowe. Ferryty wytwarza siê podobnie jak ceramikê - mieszaninê odpowiednich tlenków w postaci proszku prasuje siê na zimno i spieka. Materia³y ferrytowe charaktereyzuj¹ siê du¿¹ wartoœci¹ przenikalnoœci magnetycznej , przy ma³ej wartoœci konduktywnoœci. Stosuje siê je m.in. jako rdzenie cewek i transformatorów , oraz w obwodach magnetycznych wielkiej czêstotliwoœci.

2. OPIS ĆWICZENIA

Uk³ad pomiarowy , przedstawoiny na powy¿szym rysunku sk³ada³ siê z uatotransformatora obni¿aj¹cego napiêcie do ~52 V , oraz transformatora nawiniêtego na rdzeniu ferrytowym. Temperaturê rdzenia mierzono przy pomocy termopary umieszczonej w rdzeniu. Æwiczenie polega³o na pomiarze natê¿enia pr¹du p³yn¹cego w uzwojeniu transformatora i temperatury jego rdzenia , do momentu w którym , na skutek zmian w ferrycie spowodowanych przekroczeniem temperatury Curie ( ferromagnetyk przechodzi w diamagnetyk ) , wyindukowany pr¹d osi¹gnie wartoœæ równ¹ 1/5 wartoœci pocz¹tkowej.

3. OPRACOWANIE WYNIKÓW

TABELKI POMIAROWE

Tabelka wyników : Tabelka cechowania termoogniwa :

e [ mV ]	T [ K ]
3.46	373
3.87	383
4.29	393
4.70	403
5.12	413
5.53	423
5.94	433
6.36	443
6.77	453
7.19	463
7.60	473
8.01	483
8.43	493

Lp.	t [min ]	i [ mA ]	e [ mV ]
1	1	1.00	0.90
2	2	1.00	1.40
3	3	1.02	1.80
4	4	1.02	2.40
5	5	1.02	2.85
6	6	1.02	3.20
7	7	1.02	3.50
8	8	1.02	3.75
9	9	0.90	4.05
10	10	0.62	4.30
11	11	0.42	4.50
12	12	0.33	4.70
13	13	0.26	5.00
14	14	0.23	5.10
15	15	0.20	5.20
16	16	0.17	5.40
17	17	0.14	5.50

Zarówno napiêcie termoogniwa jak i odpowiadaj¹c¹ mu temperaturê Curie odczytano z rysunków i wynosz¹ one :

(Tc) = 3.95 V

Tc = 384.2 K

3. B£ÊDY POMIAROWE

Pomiary wykonano miernikami o nastêpuj¹cych parametrach :

mikroamperomierz klasa 1 zakres 2 A 100 podziałek

miliwoltomierz klasa 1 zakres 2,5,10 mV 100 podzia³ek

Dok³adnoœæ przyrz¹du :

i - mikroamperomierz ; U1-3 - miliwoltomierz dla kolejnych zakresów ( 2,5 10 mV)

B³êdy odczytu h :

B³¹d wypadkowy W :

B³¹d wyznaczenia temperatury Curie zosta³ okreœlony metod¹ graficzn¹ z rysunku.

Wynosi on Tc = 1 K dla = 0.05 mV

4. PODSUMOWANIE

Wykonano siedemnaœcie pomiarów napiêcia termoogniwa i pr¹du transformatora zbudowanego na badanym ferrycie , wykonuj¹c pomiary w odstEpie jednej minuty.

Pomiary wykonano nastêpuj¹cymi miernikami :

mikroamperomierz klasa 1 zakres 2 A 100 podzia³ek

miliwoltomierz klasa 1 zakres 2,5,10 mV 100 podzia³ek

Odczytane z rysunku napiêcie termoogniwa przy temperaturze Curie wynosi :

(Tc) = 3.95 0.05 mV

Odczytana z wykresu cechowania termoogniwa temperatura Curie wynosi :

Tc = 384.2 1 K

B³¹d napiêcia i b³¹d temperatury zosta³y wyznaczone graficznie z wykresów do³¹czonych do sprawozdania.

---