ĆWICZENIE NR 59

BADANIE HISTEREZY MAGNETYCZNEJ ZA POMOCĄ OSCYLOSKOPU

WSTĘP TEORETYCZNY

Histerezą magnetyczną ferromagnetyków nazywa się opóźnianie się zmiany indukcji magnetycznej B w stosunku do zmiany natężenia zewnętrznego pola magnesującego, uwarunkowane zależnością B od jej wcześniejszych wartości. Histereza magnetyczna stanowi skutek nieodwracalnych zmian podczas magnesowania i przemagnesowywania. Pętlą histerezy nazywa się krzywą zależności indukcji magnetycznej ciała ferromagnetycznego, umieszczonego w zewnętrznym polu magnetycznym, od zmian pola od wartości +H_S do wartości -H_S, i z powrotem, gdzie H_S - natężenie pola magnetycznego odpowiadające stanowi nasycenia. Wartość indukcji magnetycznej ±B_S, osiągana przy wartości natężenia pola zewnętrznego równej ±H_S, nosi nazwę indukcji nasycenia. Indukcja magnetyczna ±B_R, pozostająca w próbce po zmniejszeniu natężenia pola ±H_S do zera, nazywa się indukcją szczątkową. Występowanie jej stanowi podstawę wytwarzania magnesów trwałych. Siła koercji (natężenie hamujące) jest to natężenie pola H_C o przeciwnym kierunku linii sił, sprowadzającego indukcję magnetyczną do zera. Pole powierzchni pętli histerezy P_H (straty na histerezę) jest wprost proporcjonalne do pracy zużywanej na przemagnesowywanie:

W zależności od wartości H_C i P_H ferromagnetyki dzielą się na miękkie (H_C jest rzędu kilkudziesięciu erstedów, małe pole P_H) i twarde (H_C rzędu 10²÷10³ Oe, P_H duże).

Wnioski

Przebieg histerezy magnetyczna uzyskany przy pomocy oscyloskopu i amperomierza jest zgodny z teoretycznymi założeniami. Punkty są obarczone błędami odczytu z urządzeń, a błędy można zmniejszyć stosując wysokiej klasy amperomierz i oscyloskop z większą dokładnością. W związku z tym analizę błędów należy przeprowadzić metodą graficzną. Jak na tak niewielką dokładność wykres całkiem dobrze prezentuje zależność indukcji magnetycznej od natężenia pola zewnętrznego.

---