CW58.DOC

              Wrocław , dn. 2.11.94

LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR58

TEMAT : BADANIE FERROMAGNETYKÓW.

1. OPIS TEORETYCZNY.

Pole magnetyczne w ośrodkach można scharakteryzować za pomocą następujących wielkości wektorowych : indukcji magnetycznej B, natężenia pola magnetycznego H i polaryzacji magnetycznej J. Ogólny związek między tymi wektorami ma postać:

B = m0H + J

gdzie m0 - przenikalność magnetyczna próżni (4 p *10 -7 Vs/Am)

W wielu ośrodkach spełniony jest ponadto związek:

J = m0c H = m0 (m - 1 ) H

gdzie

              c - podatność magnetyczna ośrodka,

              m - względna przenikalność magnetyczna ośrodka ( m = c +1).

Z obu tych związków wynika znana zależność:

B = m0mH.

Podatność magnetyczna c i przenikalność magnetyczna m  charakteryzują własności magnetyczne ośrodka. W zależności od znaku i wartości c oraz m ośrodki dzielą się na :

·              diamagnetyki   ( c <0  i m <1 )

·              paramagnetyki   ( c > 0  i  m > 1 )

·              ferromagnetyki   (c  >> 0  i  m >> 1 oraz ponadto m ¹ const.).

Diamagnetyki i paramagnetyki należą do materiałów słabo magnetycznych, ich przenikalność magnetyczna jest bliska jedności. Ferromagnetyki mają bardzo dużą przenikalność magnetyczną.

PĘTLA HISTEREZY MAGNETYCZNEJ

              Zależność indukcji magnetycznej od natężenia pola magnetycznego w rozmagnesowanej próbce materiału ferromagnetycznego ilustruje krzywa OM. Gdy natężenie pola maleje od wartości +HMAX do 0, indukcja magnetyczna nie przebiega po krzywej pierwotnego namagnesowania OM, lecz wedle krzywej ML i dla natężenia pola H=0 indukcja przyjmuje wartość OL. Po zmianie kierunku pola i zwiększeniu jego wartości następuje spadek indukcji magnetycznej wzdłuż krzywej LD. Wraz ze wzrostem pola do wartości -HMAX, indukcja magnetyczna wzrasta zgodnie z krzywą DN. Gdy pole zmniejsza się od wartości -HMAX do 0, zmianę indukcji ilustruje krzywa NK; po zmianie kierunku H i jego wartości +HMAX indukcja zmienia się zgodnie z krzywą KM, osiągając nasycenie w punkcie M. Otrzymana w ten sposób zależność nazywa się pętlą histerezy magnetycznej. Wartość indukcji magnetycznej OL = OK dla natężenia pola  H = 0 nazywa się pozostałością magnetyczną. Natężenie pola magnetycznego OD = OD' , które doprowadza do zera indukcję magnetyczną materiału, nazywa się polem koercji.

              Wartości pozostałości magnetycznej BR i pola koercji HC są charakterystyczne dla danego materiału ferromagnetycznego i decydują o jego przydatności w zastosowaniach technicznych. Pole powierzchni pętli histerezy jest proporcjonalne do energii zużytej na przemagnesowanie materiału.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA.

·              Wyznaczanie pierwotnej krzywej namagnesowania

·              Wyznaczanie wartości pozostałości magnetycznej Br i natężenia pola koercji Hc.

3.SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO

DANE UKŁADÓW POMIAROWYCH

R2 = 200 kW

C = 1.5 mF

4. WYZNACZANIE PIERWOTNEJ KRZYWEJ NAMAGNESOWANIA.

FERROMAGNETYK  I