Ferromagnetyki i ich badanie - omówienie

Ferromagnetyki i ich badanie.
Materiały ferromagnetyczne różnią się zasadniczo od pozostałych środowisk jednym kluczowym parametrem, jakim jest przenikalność magnetyczna. W praktyce używa się pojęcia względnej przenikalności magnetycznej, która jest wartością bezwymiarową odniesioną do przenikalności próżni. Przenikalność ferromagnetyków jest wielokrotnie większa (nawet 1000 razy) niż przenikalność próżni. Oznacza to, że strumień indukcji przy danym natężeniu pola magnetycznego jest tyle samo razy większy niż w innym ośrodku (np. para- lub dia- magnetyku). Magnesowanie próbki ferromagnetyka polega na umieszczeniu go w odpowiednio silnym polu magnetycznym, co prowadzi do uporządkowania wewnętrznych domen magnetycznych w kierunku zgodnym z kierunkiem zewnętrznego pola. Po usunięciu tego pola domeny po części wracają do pierwotnego położenia, ale nie w całości. Indukcja, która występuje w ferromagnetyku po usunięciu zewnętrznego pola zwana jest pozostałością magnetyczną [BR]. Aby uczynić daną próbkę obojętną magnetycznie należy ją umieścić w polu o kierunku przeciwnym, niż pole, które namagnesowało próbkę. Wartość natężenia pola magnetycznego, która powoduje, że strumień indukcji zanika nazywamy polem koercji [HC].
Dodatkowo trzeba wspomnieć o tym, że indukcja magnetyczna jest proporcjonalna do zewnętrznego pola tylko w pewnych jego odcinkach, tzn. nie jest liniowo zależna. Przy wzroście natężenia pola indukcja rośnie tylko do pewnej wartości, po czym pozostaje na ustalonym poziomie. Te wszystkie zmiany obrazuje tzw. pętla histerezy, uwidoczniona w dalszej części opracowania.
Pomiary przeprowadzono na dwóch różnych próbkach ferromagnetyków połączonych wg. poniższego schematu.
Próbka jest poddawana działaniu pola magnetycznego wywołanego przez przepływ prądu w cewce n1. Przez spadek napięcia na rezystorze R1 otrzymujemy wprost wartość prądu płynącego przez uzwojenie pierwotne. Wartość natężenia pola magnetycznego możemy wyznaczyć z prostej zależności: Indukcję magnetyczną obliczamy ze wzoru: L-długość drogi strumienia indukcji, S-płaszczyzna przekroju rdzenia. Jak widać obie te wartości są proporcjonalne do napięć, które są mierzone. Dla wizualizacji wyników jako przyrząd pomiarowy zastosowano oscyloskop. Wartość natężenia pola odpowiada osi X na ekranie oscyloskopu, zaś indukcja odpowiada osi Y. Dzięki zasilaniu całego układu napięciem sinusoidalnie przemiennym możliwa była obserwacja bezpośrednia krzywej histerezy.
Pomiarów dokonano przy pomocy następujących przyrządów:
... zobacz całą notatkę