LUCRAREA LABORATORULUI № 52
Investigarea histerezisului ferromagneticii
Scopul acestei lucrări este de a studia fenomenul histerezisului magnetic și de a determina caracteristicile magnetice ale unui feromagnet.
Dispozitive și accesorii: toroidul de la feromagnetul investigat cu două înfășurări, generator de tensiune alternativă, oscilograf, rezistență, condensator.
Informații scurte din teorie
Materialele feromagnetice sunt adesea folosite în transformatoare, inductoare, mașini de curent alternativ; în electronica radio, unde se supun inversării periodice a magnetizării. Studiul caracteristicilor magnetice ale feromagnetilor în domenii variabile este de mare interes.
O caracteristică caracteristică a feromagnetilor este dependența neliniară dintre inducția magnetică B și intensitatea câmpului de magnetizare H. Această dependență pentru un feromagnet pre-demagnetizat este dată în Fig. 52,1 din curba 0 -1. Se numește curba de magnetizare principală sau inițială. Dacă acum începem să reducem intensitatea câmpului de magnetizare H, atunci dependența lui B pe H va fi reprezentată de curba 1 -2. Există o întârziere în schimbarea inducției de la o schimbare a intensității câmpului. Acest fenomen se numește histereză magnetică.
La H = 0, magnetizarea nu dispare și se caracterizează prin magnitudinea inducției magnetice reziduale Br. Pentru a demagneza un feromagnet, este necesar să se creeze un câmp magnetic în direcția opusă. Cu o creștere a intensității acestui câmp de la zero, schimbarea de inducție este reprezentată de curba 2-3. Forța câmpului H0. la care inducerea câmpului magnetic devine zero, se numește forță coercitivă (retardantă). Cu o schimbare ulterioară a intensității câmpului în direcția opusă, inducția se va schimba în conformitate cu curba 3 -4. Într-un câmp magnetic care este variabil în mărime și direcție, inducția magnetică se modifică în conformitate cu curba 1 -2 -3 -4 -5 -1, care se numește buclă de histerezis. Dacă valoarea amplitudinii câmpului magnetizare alternativ este egală sau mai mare decât puterea câmpului de magnetizare feromagnetic până la saturație (Hmax> Hs, bucla histerezis se numește maxim (limita). Câmp Tensiunea Hs corespunde Bs de inducție magnetică. Când HMSA Ferromagnetismul se datorează momentelor magnetice de spin ale electronilor. În atomii unui feromagnet, rotirile unui anumit grup de electroni (electronii 3d din metalele grupului de fier și electronii 4f din metalele pământurilor rare) nu sunt compensate. Din acest motiv, momentele magnetice de spin ale atomilor ating o valoare considerabilă. În absența unui câmp extern, un feromagnet constă dintr-un număr mare de regiuni mici (dar macroscopice) de domenii de magnetizare spontană. În fiecare domeniu, momentele magnetice ale atomilor sunt strict orientate. În absența unui câmp magnetic extern, momentul magnetic total al feromagnetului este zero. În câmpurile magnetice suficient de puternice, momentele magnetice ale tuturor domeniilor sunt stabilite în câmp. În această stare, feromagnetul este magnetizat până la saturație. Când feromagnetul este inversat, structura domeniului său se modifică. Munca necesară pentru acest lucru se face în detrimentul energiei câmpului magnetic extern. Proba este încălzită în timpul inversării magnetizării, iar cu cât este mai puternică, cu atât este mai mare zona bucla histerezis (pierderile de energie datorate histerezisului). de lucru elementar necesar pentru peremagnnchiva-TION a eșantionului per unitate de volum dAejs.a6 = dwes.au = HxdB, egală cu suprafața barelor umbrite din Fig. 52.1. Apoi, energia totală pierdută pe un ciclu de inversare de magnetizare a eșantionului și calculată pe unitatea de volum este numeric egală cu aria buzei de histereză: Descrierea metodei experimentale de configurare și de măsurare Buclele de histerezis pot fi obținute pe ecranul unui osciloscop electronic (EO) folosind o instalație, circuitul căruia este prezentat în Fig. 52.2. Panoul P este întărit
Proba de testare T cu două înfășurări, rezistențe și un condensator. Г - generator de tensiune alternativă de formă sinusoidală. Pentru a obține bucla ecranului EO histerezis, este necesară „intrare X» da un semnal proporțional cu H intensitatea câmpului magnetizare, iar «intrare U» - semnal proporțional cu inducție magnetică B în probă.
Proba de testare este realizată sub forma unui toroid, pe suprafața căruia două înfășurări 1 și 2 sunt înfășurate cu numărul de spire N1 și, respectiv, N2. Bobina 1 prin potențiometrul R1 cu rezistența R \ este conectată la ieșirea generatorului D. Rezistența medie a câmpului de magnetizare în toroid
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: