A tanulmány a mágnesezés ferromágneses anyagok

Célkitűzés: vizsgálja meg a függőség az indukció és áteresztőképességét ferromágneses anyagok mágneses mezőt.

Hardver: töltse fel a tekercs ferritgyűrűre és egy elektromos áramkört, tápegység, oszcilloszkóp milliammeter.

Ferromágneses anyagok - olyan anyagok, amelyek képesek erősen mágnesezett még a gyenge külső mágneses mezőket. Ferromágneses erősíteni a külső területen a több száz vagy akár több százezer alkalommal. A ferromágneses anyagok közé tartozik a vas, nikkel, kobalt, és egyes vegyületek.

A mágneses mező az anyag az összeg a belső és külső mágneses térben. Az elektronok az atomok miatt az orbitális mozgás és jelenlét centrifugálás van egy mágneses momentuma, ugyanolyan módon, mint a tekercsek a jelenlegi. A mágneses mező atomok tekercsek vannak vezetve, és hozzon létre saját belső mágneses mezőt. A belső mágneses mező egy anyagot jellemzi mágnesezési vektor. A mágnesezettség az összege a mágneses pillanatok a RM atomok egységnyi térfogatra. Indukciója a belső mágneses mező megegyezik m0I.

A külső mágneses tér jellemzi intenzitása vektorral N. Ez a kialakítás jellemző, hogy nem függ a mágneses tulajdonságait a közeg, hanem csak a helyzetét a vezetékek a villamos áram. A indukciója a külső terület egyenlő M0N. A kapott indukciós az anyagban egyenlő a vektoriális összege indukció a külső és belső területeken :. A homogén izotrop anyagból a mágnesezettség az intenzitásai arányos (I = # 967, H), és így a kapott indukciós mező az intenzitásai arányos a külső mező:

Itt, m0 = 4 p # 8729; 10 -7 H / m - mágneses állandó, m = (1 + # 967;) - a relatív mágneses permeabilitású.

Az atomjai ferromagnet cseréje miatt elektrosztatikus kölcsönhatás, állítsa be a mágneses pillanatok párhuzamosan egymással hiányában is egy külső mágneses mezőt. Spontán mágnesezett a telítettség. De a darab, mint a vas, a mágneses teret kívülről. Ez azért van, mert a ferromágneses osztjuk mikroszkopikus kötetek, amelyek mindegyike mágnesezett a telítettség, de a mágnesezettségi irányokkal eltérő, úgy, hogy azok mágneses mezők belsejében a ferromágneses zárva. Ezek a mennyiségek az úgynevezett domének. Ezek mérete kisebb, mint 0,1 mm.

A mágnesezettség ferromágneses anyagok két módszer, feldolgozza, és rotációs elmozdulás (1. ábra). A gyenge külső területek uralják folyamatok elmozdulása doménhatár. Mivel a mágneses momentumát atomok a tartomány már összhangban egymással párhuzamosan, a külső mágneses mező nem kell leküzdeni a termikus mozgást az atomok, akár paramágneses. A kellően mezőgyengítő kezdeni mozog. Ez azért van, mert a domain atomok, amelyeknek mágneses pillanatok irányul hegyesszögben a külső mágneses mező vannak energetikailag kedvező állapotban. Ezek befolyásolják a szomszédos domént tartalmaz, segítve polyu.V mágneses adathordozó és az erős mezők nyugszanak a forgási elmozdulást folyamatok folyamatok, azaz egyidejű forgatása a mágneses pillanatok az atomok a mágneses mező. A ultranagy mágneses mezők, mágneses pillanatok az atomok lehet megállapítani szinte párhuzamos a külső mágneses mező. Ezért, a függőség a mágnesezettség és a mágneses tér ferromágneses anyagok a külső mező nemlineáris (ábra. 2).

A ciklikus megfordítása ferromágneses anyagok megléte miatt az irreverzibilis folyamatok gráf (H) képez egy úgynevezett hiszterézis-hurok Let mágnesezett első ferromágneses 0 -1 (3.). Most, ha csökkentjük a mágneses térerősség, a doménhatár során visszatérő mozgás késik külföldi zárványok és szabálytalanságok a kristályrács. Ennek eredményeként, a lemágnesezési eljárás késlelteti a vonal 1 - Kelet. Lemágnesezni a ferromágneses kell csatolni egy külső mágneses mező a fordított irányban, a nagysága, amely az úgynevezett a koercitív, HC. Intenzitásának növelésével a külső terület fordított irányban ismét oda vezet, hogy ferromágneses mágnesezettség megfordításának telítésig fordított irányban (2. pont). A ciklikus megfordítása kapcsolat (H) formájában egy hurok.

A kísérleti módszer a tanuló a mágnesezettség a tényen alapul, hogy a tetején a hiszterézis megfigyelt oszcilloszkóppal, fekszenek a kezdeti mágnesezettség görbét. A mintát a vizsgálat ferromágneses gyűrű alakú tekercs két fordulattal a számát N1 és N2 (ábra. 4). A primer tekercs váltakozó árammal J. Ezután, a mag létrehoz egy váltakozó mágneses mező erőssége

Ahhoz, hogy a bemeneti feszültség „X” volt arányos a mágneses mező H az áramkörben a primer tekercs közé az ellenállás Rx. A feszültségesés ellenálláson Ohm törvénye és arányos áram erőssége képlet szerinti (2) intenzitás H.

Az Y bemenet az oszcilloszkóp kell alkalmazni arányos feszültség indukció. Mivel a jelenség az elektromágneses indukció a szekunder tekercsben EMF. Szerint a Faraday-törvény EMF a szekunder tekercs arányos a változás mértéke az indukció:

Ahhoz, hogy a feszültség arányos az indukciós, a szekunder tekercs van csatlakoztatva integráló RC-sejt.

Aktív ellenállás Ry cellát választunk elég nagy ahhoz, hogy képes legyen figyelmen kívül hagyják a kondenzátor kapacitása .po Ohm-törvény, a jelenlegi az integrálódó sejtben. A feszültségesés a kondenzátor egyenlő az arány a töltési kapacitás :. Behelyettesítve a jelenlegi és az EMF (3), integráló, megkapjuk

A kondenzátor feszültsége arányos a mágneses mező. A laboratóriumi körülmények között mérjük oszcilloszkóp: Uy = KY Y., ahol Y - az ordináta a csúcsa a hiszterézis hurok a képernyőn, KY - oszcilloszkóp nyereség hányados. Ezután a mágneses indukció a mag lehet meghatározni, amelyet a képlet

1. Csatlakoztassa a kimeneti kábel „oszcilloszkóp” kártyát a csatlakozó Y az oszcilloszkóp; vezetékek csatlakoztatva R ellenálláson, hogy a bemeneti csatlakozó kapcsa X és oszcilloszkóp házban. Csatlakoztassa a vezetékeket a táblán kijelölt cella ellenállás és kondenzátor a szekunder tekercs.

1. táblázat 2. táblázat.

3. Végezze el a mérést hurok koordinátáit a csúcsok és a jelenlegi erőssége legalább hatszor, hogy csökken a jelenlegi, a primer tekercs nullára. Az eredmények vannak írva a táblázatban. 2.

4. Végezze számításokat. Határozza meg a mágneses mező a általános képletű (2) minden egyes kísérletben. Határozzuk meg az állandó beállítást. Határozza meg a mágneses mező indukció a B képlet = AY. Határozza meg a mágneses permeabilitás a következő képlet szerint. Az eredmények vannak írva a táblázatban. 2.

5. ábrázoljuk az intenzitás a indukciós B (H), és a mágneses permeabilitás a mágneses mező intenzitásának m (H). Mérettáblázat legalább fél oldal. A koordináta-tengelyek alkalmazni egységes skála. A kísérleti görbék simán cipelni pont. Következtetéseket levonni.

1.Obyasnite képesség ferromágneseket erősen mágnesezett. Miért van doménstruktúrát?

2. Magyarázd jellemzője folyamatok elmozdulás és elfordulás során a mágnesezettség ferromágneses anyagok.

3. Döntetlen a tipikus függését indukció és áteresztőképesség ferromágneses anyagok a külső mágneses tér.

4. Magyarázd az oka a hiszterézis ferromágneseket. Határozza meg a paramétereket a hiszterézishurok - maradék indukciós és kényszerítő erő.