POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
LABORATORIUM Materiałoznawstwa elektrycznego	Grupa 431A Gizan Michał Hyla Szczepan Iwan Grzegorz Kalarus Adam
Ćwiczenie nr 12 Badanie materiałów magnetycznie twardych
Data wykonania: 05.12.2010	Ocena i podpis:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było przeprowadzenie badań trzech próbek materiałów magnetycznie twardych.

2. Pomiar koercji właściwej materiałów magnetycznie twardych

Zależność wychylenia galwanometru balistycznego od wartości prądu płynącego przez cewkę długą:

UR-napięcie na boczniku, υ=12A/mV - współczynnik skali, α- wychylenie galwanometru

Próbka nr 1				Próbka nr 2			Próbka nr 3
Lp.	α	UR	I=υ*UR	α	UR	I=υ*UR	α	UR	I=υ*UR
-	Dz.	mV	A	Dz.	mV	A	Dz.	mV	A
1	2	0	0	4	0	0	3	0	0
2	2	1,2	14,4	2	1,4	16,8	1,5	1,3	15,6
3	2	2	24	2	2	24	1,5	2	24
4	2	3	36	1,5	3	36	2	3	36
5	1	4	48	1	4	48	1	4	48
6	1	5	60	0,5	5	60	0,5	5	60
7	0	6	72	0,2	6	72	0	6	72
8	-0,5	7	84	0	7	84	-0,5	7	84
9	-3	8	96	-0,5	8	96	-1	8	96
10	-2	9	108	-1	9	108	-1,5	9	108
11	-2	10	120	-2	10	120	-2	10	120
12	-3	11	132	-3	11	132	-2,5	11	132
13	-2	12	144	-3	12	144	-3	12	144
14	-4	13	156	-2	13	156	-2	13,3	159,6
15	-4	14	168	-4	14	168	-3	14,1	169,2
16	-3	15	180	-3	15	180	-4	15	180
17	-4	16	192	-5	16	192	-4	16	192

3. Obliczenia

Parametry cewki długiej:

• Długość 2L=52cm=0,52m,

• Średnica zewnętrzna 2R=8,2cm,

• Średnica wewnętrzna 2r=6,2cm,

• Promień uzwojenia r0=3,6cm=0,036m,

• Ilość zwojów z=104.

Koercję właściwą określamy z wartości prądu, przy którym wychylenie galwanometru jest równe zero. Dzieje się tak wtedy, gdy pola magnetyczne próbki i cewki długiej kompensują się - wysunięcie próbki z cewki pomiarowej nie powoduje wtedy zmiany skojarzenia jej zwojów ze strumieniem magnetycznym.

Korzystając z aproksymacji linią prostą wyliczone zostały wartości prądu nie powodujące wychylenia galwanometru. I tak:

Y1=-0,036x+2,487 → x1=69,1

Y2=-0,039x+3,089 → x2=79,2

Y3=-0,035x+2,552 → x3=72,9

Obliczenie natężenia pola magnetycznego odpowiadającego koercji właściwej:

Gdzie:

z- ilość zwojów cewki długiej, I prąd płynący przez cewkę w A, r0-promień cewki długiej w m, L-połowa długości cewki długiej w m.

4. Wnioski

Materiały magnetycznie twarde są to materiały ferromagnetyczne dla których wartość natężenia koercji przyjęto umownie na poziomie 10kA/m. Materiały magnetycznie twarde nazywane są również magnesami trwałymi. Pętla histerezy materiału magnetycznie twardego jest szeroka ze względu na duże wartości koercji właściwej.

Koercja magnetyczna Hc to wartość zewnętrznego pola magnetycznego, z jaką trzeba zadziałać na magnes, aby pozbawić go całkowicie magnetyczności. Im wyższa jest ta wartość, tym lepiej magnes potrafi zachować swoją magnetyczność, gdy zostanie poddany oddziaływaniu przeciwstawnego pola magnetycznego.

Duże natężenie koercji, pozwalające na uzyskanie jak największej energii magnetycznej.

Podczas pomiarów napotkaliśmy na kilka niedogodności.

Pierwszą z nich był problem z odczytaniem wychylenia plamki galwanometru. Jak pokazują wyniki zawarte w tabeli wychylenia galwanometru są bardzo małe. Sprawiało to trudność z dokładnym odczytaniem wychylenia. Niestety podczas pomiarów plamka galwanometru była bardzo niestabilna. Związane to było z różnego rodzaju wstrząsami na stanowisku pomiarowym.

Otrzymane wyniki niestety odbiegają od wartości teoretycznych zaczerpniętych z Internetu - co uniemożliwia ich identyfikację. Otrzymana wartość koercji na poziomie 15,7kA/M jest wartością niską dla magnesów trwałych. Dla przykładu najprostsze magnesy alnico cechują się koercją na poziomie 30kA/m, magnesy ferrytowe 210kA/m, a magnesy neodymowe spiekane osiągają wartość koercji na poziomie 2400kA/m.

4