Rok akademicki 1997/98	Laboratorium fizyczne.
Nr ćwiczenia: 73	Pomiar podatności magnetycznej metodą wagi Gouy'a
Wydział Mechaniczny IZK 1 K05 B	Chudzik Darek Maciej Kuta
Data wykonania 30.IV.1998 r.	Ocena		Data zaliczenia	Podpis
		T
		S

Zasada pomiaru.

W metodzie Gouy'a próbka w kształcie jednorodnego walca umieszczona jest w układzie pomiarowym w taki sposób, że jeden z jej końców znajduje się w środku szczeliny elektromagnesu. W szczelinie tej pole H_yo jest silnie jednorodne. Natomiast drugi koniec próbki znajduje się w obszarze gdzie pole H_yo jest względnie słabe. Gradient pola magnetycznego powoduje więc działanie na próbkę siły, która jeśli próbka ma dodatnią podatność magnetyczną wciąga ją w obszar silnego pola. Wartość tej siły mierzona jest przy pomocy wagi.
Następnie stosując wzór:

możemy obliczyć podatność magnetyczną .

gdzie:
F_x - siła działająca na próbkę,
μ₀ - przenikalność magnetyczna próżni,
A - przekrój próbki,
H_y, H_y0 - wartość pola działającego na próbkę.

Dla H_y >> H_y0 wzór ten przyjmuje postać

Schemat układu pomiarowego .

Przebieg ćwiczenia.

Do badań użyliśmy trzech próbek:

1. Siarczanu miedziowego CuSO₄

2. Chlorku kobaltowego CoCl₂⋅⋅ 6H₂o

3. Grafitu.

Charakterystyka elektromagnesu:

Lp.	I	B
	[A]	[mT]
	1	109
	1,5	159
	2	206
	2,5	260
	3	308
	3,5	360
	4	412
	4,5	464
	5	518
	5,5	560
	6	605

W dalszej części ćwiczenia potrzebna będzie również wartość przekroju, w tym celu zmierzyliśmy wielkość średnicy próbki, które wynosiły odpowiednio:
- dla siarczanu miedziowego13,4 ⋅ 10^-3 [m],
- dla chlorku kobaltowego 9,5 ⋅ 10^-3 [m].

- dla grafitu 8,1⋅ 10^-3 [m].

Lp.	I	m	Fx	I	m	Fx	I	m	Fx
	[A]	[mg]	[mN]	[A]	[mg]	[mN]	[A]	[mg]	[mN]
1	5	130	1,275	1,5	20	0,196	2,5	15	0,147
2	4	95	0,931	2	40	0,392	6	110	1,079
3	3	50	0,490	2,2	45	0,441	5	75	0,735
CuSO4			CoCl2⋅6H2O			Grafit

Przytoczony wcześniej wzór:

dodatkowo możemy przekształcić na:

Zanim przystąpię do obliczania podatności obliczam średnicę próbek:

Dla siarczanu wartość ta wynosi A = 141,02 ⋅ 10^-6 [m], dla chlorku A = 70,88 ⋅ 10^-6 [m], a dla grafitu A = 51,52 ⋅ 10^-6 [m].

Obliczenia podatności magnetycznej.

Lp.	CuSO4		CoCl2⋅6H2O		Grafit
	B[mT]	X	B[mT]	X	B[mT]	X
1	518	8,4⋅10^-3	159	19,3⋅10^-3	260	10,6⋅10^-4
2	412	9,8⋅10^-3	206	3,2⋅10^-4	605	1,4⋅10^-4
3	308	9,2⋅10^-3	233	2,8⋅10^-4	518	1,3⋅10^-4

Ocena dokładności pojedynczych pomiarów .

- Suwmiarką, którą mierzyliśmy średnicę próbki d = 0.05 mm

- B=7.5 mT

- Waga laboratoryjna m=10 mg

Rachunek błędów.

a) błędy zostały obliczone metodą różniczki logarytmicznej:

Uwagi i wnioski.

Wykonanie pomiarów było trudne ze względu na dokładność pomiaru próbek oraz dokładne zrównoważenie wagi w celu otrzymania w miarę dokładnej wartości Fx. Badane próbki wykazały się różnymi właściwościami magnetycznymi. Siarczan miedziowy i chlorek kobaltowy były wciągane w pole magnetyczne, a grafit wypychany co świadczy o różnych biegunowościach próbek.

---