LUCRĂRILE LABORATORULUI № 4 - 4
DETERMINAREA PUNCTULUI DE CURIUM DE FERROMAGNETICĂ
Scopul acestei lucrări este studiul experimental al efectului temperaturii asupra proprietăților feromagneților.
Proprietățile feromagnetice ale elementelor sistemului periodic Mendeleev au fier, nichel, cobalt, unele metale pământuri rare și aliajele lor, iar aceste substanțe prezintă proprietăți feromagnetice numai la temperaturi sub o anumită temperatură definite pentru fiecare element sau aliaj, denumit punctul Curie. Acest temperaturafazovogo de tranziție de ordinul doi, cauzată de o schimbare bruscă a proprietăților magnetice și electrice ale substanței. Temperatura Curie este, de exemplu, 770 0 C pentru fier, 358 0 C pentru Ni, 1130 0 C pentru cobalt, 16 0 C pentru gadoliniu, 168 0 C pentru disprosiu. La temperaturi mai ridicate (în punctul Curie în sine), datorită mișcării termice a atomilor în ordinea magnetic feromagnetic este distrusă și se duc într-o stare de substanțe paramagnetice.
Atunci când se răcește sub punctul Curie, magnetizarea spontană apare într-un feromagnet, adică fiecare cristal al probei este magnetizat până la saturație. Pentru eșantioanele feromagnetice convenționale, din cauza dimensiunilor lor finite, este mult mai avantajos din punct de vedere energetic să se separe cristalul într-o serie de domenii magnetizate antiparalel. Cu cât mai mult un astfel de domeniu este împărțit într-o probă, cu atât este mai puțin energia sa magnetică. Astfel, în general, feromagnetul este împărțit în multe domenii magnetizate până la saturație, astfel încât magnetizarea rezultantă a probei în absența unui câmp extern este zero.
Pentru prima dată, un om de știință rus, BL, și-a exprimat opinia despre existența domeniilor magnetice pentru explicarea magnetizării ușoare în câmpurile magnetice relativ slab. Rosing, iar apoi în 1907 - omul de știință francez P. Weiss.
Cu temperatură în creștere, proprietățile magnetice ale feromagneților se schimbă. Permeabilitate i nasyscheniyaJS magnetizare scădere, iar când se ajunge la o temperatură numită punctul Curie, magnetizarea de saturație devine extrem de scăzută, iar permeabilitatea magnetică devine în mod substanțial egal cu unitatea, adică conversia este realizată într-un paramagnetic feromagnetic. La aceste caracteristici povedeniyaiJS la temperaturi mai ridicate bazate metoda propusă pentru determinarea punctului Curie.
DESCRIEREA INSTALĂRII LABORATORULUI
Esența metodei este după cum urmează. Când curentul trece prin solenoidul 3 în bobina secundară, se produce o emf de inducție, determinată în conformitate cu legea lui Faraday-Lenz:
unde Ф este fluxul magnetic care pătrunde în zona de rotire a înfășurării secundare;
unde N2 este numărul de rotații ale înfășurării secundare, B este inducția magnetică a câmpului produs de solenoid și S este aria secțiunii înfășurării înfășurării secundare.
Inducția magnetică din probă poate fi reprezentată după cum urmează:
unde B0 - primar de inducție magnetică de înfășurare câmp coreless, B 1 -dobavochnaya inducție magnetică care apare în rezultatul magnetizare a miezului inserat, 0 = 410 -7 H / m - constanta magnetic, magnetizare J- (moment magnetic per unitate de volum).
Fluxul magnetic în cazul general poate fi exprimat ca
Din aceasta, pentru (1) luând în considerare (4)
În cazul în care nu există nici o probă în cuptor și volumul său este umplut cu aer (paramagnet 1), un EMF este indus în bobina secundară, egal cu
Valoarea acestora poate fi estimată experimental dacă scoatem eșantionul din cuptor și pornim solenoidul. Emf de inducție, datorită influenței unui feromagnet, este
unde B1 este câmpul magnetic indus de materialul de probă. Valoarea lui B este direct proporțională cu magnetizarea eșantionului. Cu creșterea temperaturii, magnetizarea de saturație a feromagnetului scade. La o temperatură Curie, un feromagnet este transformat într-un paramagnet a cărui valoare B este foarte mică. Prin urmare, cu creșterea temperaturii
ORDINEA DE PERFORMANȚĂ
1. Introduceți proba în cuptor și aplicați tensiunea indicată pe instalație.
3. Din rezultatele temperaturii cuptorului și din tensiunea din înfășurarea secundară, trasați graficul U2 = f (t 0 C).
4. În funcție de grafic, stabiliți punctul Curie.
Materiale magnetice, clasificarea lor.
Cum are loc procesul de magnetizare?
Cum se explică permeabilitatea magnetică ridicată a ferromagneților?
Care este punctul Curie? De ce se transformă un feromagnet într-o substanță paramagnetică în punctul Curie?
Arătați de ce metoda utilizată în această lucrare poate determina punctul Curie?
De ce inducerea EMF în vântul secundar scade brusc odată cu abordarea punctului Curie?
Realizați formula pentru EMF în bobina secundară.