Meghatározása Curie-pontja ferromágneseket
Cím a munka: meghatározása Curie-pontja ferromágneseket
Tárgykörben: fizika
Leírás: meghatározása ferromágneses Curie-eszközök és kiegészítők: elektromos sütő ferromágneses minták RNSH autotranszformátoros (feszültségszabályozó iskola), árammérő, hőmérővel, két millivoltmérövel. Bevezetés. Főbb jellemzők ferroma.
Fájl mérete: 119,5 KB
Work Letöltve: 117 fő.
Meghatározása Curie-pontja ferromágneseket
Eszközök és kiegészítők: elektromos sütő ferromágneses minták RNSH autotranszformátoros (feszültségszabályozó iskola), árammérő, hőmérővel, két millivoltmérövel.
Bevezetés. A főbb jellemzői a ferromágneses állapot a következők.
1. Ezek az anyagok erősen mágnesezhető még egy gyenge mágneses mezőt.
2.Magnitnaya fogékonyság, hányadosaként definiálják, hogy a mágnesezettség intenzitása a mágneses mező ható anyagot változik a szakterületen önmagában (ez a funkció).
3.Namagnichennost nem egyértelmű funkciója a területen, és függ a mágneses történelem a ferromagnet, azaz A mágneses mezők, amelyek hatását az anyag kitéve korábban.
4.A a ciklikus változása területén ható anyagot, a mágnesezettség változtatható egy úgynevezett hiszterézis görbe.
5.Ferromagnitnye szervezet megőrzi mágnesezettség után a külső mágneses mező nullára csökken (az állam a maradék mágnesezettség).
6.Kazhdomu ferromágneses anyag megfelel egy bizonyos meghatározott hőmérséklet, amely fölött egy ferromágneses állapotban felsorolt funkciók eltűnnek, és ez lesz paramágneses tulajdonságokat. Ez a hőmérséklet az úgynevezett Curie-pontja vagy a hőmérséklet. Előfordul, hogy a Curie hőmérséklet fekszik egy szűk hőmérsékleti tartományban.
A modern koncepciók bármilyen ferromágneses anyag egy számos területen spontán (vagy spontán) mágnesezés # 150; domain. amelyek mindegyikében a mágneses momentumát az elektronok meg ugyanabban az irányban (tehát minden dómén felmágnesezve telítettség) általában különbözik a mágnesezettség iránya a szomszédos területeken. Az ok megléte miatt az oktatási domain egy ferromágneses egy speciális fajtája a kapcsolatát az elektron forog. Mindegyik mintában ferromágneses telepítve egy partíciót doméneket, amely kielégíti azt az állapotot minimális szabad energia a kristály lényegében három összetevőből áll: a csere kölcsönhatási energia, a mágneses energia és a mágneses anizotrópia energia. Fizikai feltételek, amelyek hozzájárulnak a bomlás egy ferromágneses mező spontán mágnesezettség azonosítottak Ya.I.Frenkelem, Ya.G.Dorfmanom, LD Landau, EM Lifshitz, és mások.
Mivel a kristályos mintát hiányában a mágneses mező létezik véletlenszerű eloszlását mágnesezettségi vektorok domének, azonban a teljes minta unmagnetized. Azonban alkalmazásának hatására a gyenge mágneses mező mágneses domének kezdődik újraelosztás pont; térfogat növekedés következik domének energetikailag kedvező irányt a mágneses momentum képest a mezőben rovására szomszédos domént tartalmaz, amelyekben a mágneses nyomaték kisebb, mint a kedvező irányba (elmozdulás folyamat határait). Magasabb területeken az elmozdulás doménhatár kell forgatni a mágneses momentum a folyamat a mező irányát (forgatás folyamat).
A nagysága a spontán mágnesezettség függ a hőmérséklettől. A növekvő hőmérséklet, a telítettség mágnesezettség lassan csökken először, de ahogy közeledik a Curie-pontja a változások gyorsabb.
Ha a ferromagnet van egy mágneses mezőben, állandó nagyságú, akkor a függőség mágnesezettség a hőmérséklettől eltérő lehet a különböző területeken. Egy kellően nagy mágneses mező ferromagnet hőmérséklet-növekedés vezet csökken folyamatosan gyorsuló mágnesezés, hogy rohamosan csökken a következő Curie pont szinte nulla. Ezek a változások a mágnesezettség reverzibilis: amikor a hőmérséklet-változás a mágnesezettség ugyanaz az ellenkező irányba a görbe. Egy gyenge mágnesezettsége mező (és a mágneses permeabilitás) kezdetben növekszik a hőmérséklet növelésével, és miután áthalad egy maximális csökken egy alacsony értékű, amely közel Curie-pontja.
Így alatti hőmérsékleten a Curie-pontja a ferromágneses testek jelenléte jellemzi a domének. Amikor a Curie-hőmérséklet az átlagos energia a termikus mozgás atomok ferromagnet elegendő, hogy elpusztítsa a spontán mágnesezettség, miáltal a ferromágneses átalakult paramágneses anyag. Curie pont # 150; hőmérséklete fázisátalakulási kapcsolódó eltűnése az atomi rendelés.
A tanulmány célja az, hogy meghatározza a Curie-hőmérséklete vas és nikkel minták.
A mérési módszer. Számos módszer meghatározására Curie-hőmérsékletű ferromágneses anyagok [1]. Legtöbbjük csökken annak biztosítására, hogy, melegítésével egy ferromágneses mintát fix hőmérséklet, amelyen van egy éles csökkenést mágnesezettség egy mágneses mező állandó nagyságú. A sokféleség mérésére szolgáló eljárás a mágnesezettség vagy legalább módszerek megfigyelésére annak viselkedését.
Az egyik módszer, egy elektromágneses indukciós módszert. Ez áll a mérési az EMF a tekercsben indukált, amely körülveszi a vizsgált minta a váltakozó mágneses tér az állandó amplitúdójú. Növekvő hőmérséklettel, a mágneses fluxus a mintában csökkentésével lecsökkentjük a mágnesezettség és a Curie pont közelében élesen lecsökken, ami egy meredek csökkenése a mért kiváltott EMF.
Így határozza meg a Curie pontot lőni indukciós EMF görbe (vagy magnitúdója arányos rá # 150; indukciós áram) a hőmérséklet.
Thermal elektromotoros erő okozza a két oka van.
2. mentén minden egyes vezeték sőt egységes, az elektron koncentráció gradiens lép fel, ha melegítjük inhomogén, ami a diffúziós
elektronok felé hidegebb vége 1. ábra
Elszámolása hatásait mindkét hatás vezet a következő kifejezést a hőelem EMF:
ahol a C # 150; állandó számszerűen egyenlő a elektromotoros erő előforduló a hőelem, ha a hőmérséklet-különbség a csomópontok 1K. Így, az EMF a hőelem arányos a hőmérséklet különbség a csomópontok. Gyakorlatban azonban azt mutatja, hogy a lineáris összefüggés érvényes, csak kis hőmérséklet-tartományban. Amikor egy nagy különbség a kettő között, ez a függés eltér lineáris, vagyis Mivel az együttható nem konstans. Ezért a hőelemek szoruló kalibrálást.
A hőelemek különböző fémekből gőz. Ebben a munkában, hogy mérjük a hőmérsékletet a vas mintát felvisszük chromel-alumel hőelemmel, és mérjük a minta hőmérséklete nikkel # 150; réz-konstantán.
Millivoltméter hőelem alkotnak termoelektromos hőmérővel (pirométer # 150; hőmérővel mérésére hőmérséklet jelentősen meghaladhatja a környezeti, a görög szó # 150; Tűz és # 150; mérik). Kalibrációs görbéket pirométer azt az esetet, ahol a hőmérséklet az egyik ilyen csomópontok 0 C. Ha amikor a hőmérséklet mérésére ennek a csomópont nulla feletti (szobában, például), a készülék megmutatja valamivel alacsonyabb, mint az érvényes hőmérséklet. Ebben az esetben lehetett korrigálni hozzátéve, hogy az pyrométert leolvasott szabad hőmérséklet (hideg) a csomópontok # 150; szobában.
A telepítés leírása. Elektromos kemencében, fűtő hőcserélőben 1 helyezzük a 3. minta (2. ábra). A fűtés tekercs
ugyanakkor a mező tekercselés. Mérési (szekunder) tekercs rövidre van zárva, hogy a voltmérő 2 mV 2. Így, ezek a tekercsek alkotnak transzformátort ferromágneses mag, amely elvégzi a szerepe a vizsgálati minta.
I. 1. A váltakozó áram folyik keresztül, a spirál (primer tekercs), létrehoz egy mágneses fluxus
ahol L 1 # 150; induktivitás a primer tekercs.
A tekercs induktivitása függ a térfogata V. menetszáma egységnyi hosszúságú N 1 és a mágneses permeabilitású . ebben az esetben # 150; A vizsgálati mintát, és adja
Mágneses fluxus F 1 és áthatja a szekunder tekercs 2 a N menetszám 2.
Amikor az aktuális I 1 változik a mágneses fluxus és a szekunder tekercs 2 indukálódik EMF indukciós
A primer tekercs (spirális elektromos kemence) elválasztjuk a másodlagos réteg szigetelőanyagot 4. A különbség a minta és a környezeti hőmérséklet termoelemmel mérve egy csomópont, amely a mintában egy kemencébe helyeztük, és a másik # 150; kívül, inkubátorban, szobahőmérsékleten.
Amikor a próbadarabok hőmérsékletét eléri a Curie-pont, a mágneses permeabilitás esik egy magas értéket egységét. L induktivitás 1. és vele együtt, és az EMF indukált szekunder tekercs 2 meredeken csökken (lásd Eq. (2) és (3)). Amikor ez az áram I 2 a szekunder tekercsben is csökken, és regisztrálja a kísérletet.
Ebben a cikkben azt javasoljuk, hogy az intézkedés a Curie-hőmérséklete vas és nikkel mintákban. A mintákat két különböző kemencék laboratóriumi dúsított bar.
Két szárítógépek, szintén a panelen helyezkedik el, és két pozíció „vas” # 150; „Nickel”, mérőműszerek a létesítmény egy vas mintát kapcsoló telepítési nikkel.
Mérést. 1.Elektricheskaya lánc laboratóriumi egység teljesen összeállítva, és kell csak ellenőrzi, hogy az összes említett eszközök reakcióvázlat (lásd. 2. ábra).
2.Postavte kétállású kapcsoló „vas”.
3.Vklyuchite autotranszformátoros RNSH hálózat 220 és állítsa be az aktuális
1.6 A (vas).
4.Po legalább kályha kövesse a termoelemmel mV millivoltméter 1 és minden két-részlege annak skálaleolvasásra mindkét levelet millivoltmeters mV és 1 mV a 2. táblázatban.
Amikor az áram a szekunder tekercs, és ennek következtében, olvasás millivoltméter mV 2 csökkenni fog, jelzést kell távolítani keresztül egy osztás hőelem millivoltméter skálán.
Fűtés a mintát fel kell függeszteni, és a sütő kihúzta mikor egy meredek visszaesés indukált áram gyakorlatilag megszűnik csökken, és továbbra is szinte ugyanazon a szinten.
5.Repeat összes mérést egy nikkel-mintát (kemence áram 1,0 A).
A mérési eredmények feldolgozása. 1.Po kapott szereplő adatok a táblázatban, konstrukció grafikonok feszültség U 2 a hőelem feszültség (azaz tulajdonképpen a hőmérséklet, kényszeríti a közöttük fennálló arányosan) mindkét ferromágneses minták. Graphics néz ki, mint a 3. ábrán látható.
2. Annak megállapításához, a Curie-hőmérséklet a jelen kísérlet feltételei az, végre a grafikonon érintő a görbe inflexiós pont (A pont), és folytatódik, amíg egy aszimptótát kereszteződések c tartott, hogy a végén a grafikon (a 3. ábrán ez birtokában van a szaggatott vonal). A metszéspontja (t. Az ábrán), hogy a projekt az abszcissza. Szerint a kapott feszültség értéket U 1, és a kalibrációs görbe megfelelő hőelem Az arány 3. ábra kap a minta tekintetében szobahőmérsékleten.
3.Istinnoe értéke a Curie-hőmérséklet lesz hozzáadásával hőmérséklet a laboratóriumban szobában a kísérlet során, mivel a hidegpont a hőelem van egy passzív inkubátorban ilyen körülmények között.
4.Proizvedite becsült hibái grafikus meghatározása Curie hőmérséklet.
1.Sravnite közötti diamágneses, paramágneses és ferromágneses anyagok. Melyek az alapvető tulajdonságait ferromágneseket.
2. Mi a Curie pont ferromágneses?
3. Hogyan függ mágnesezettség a ferromágneses anyag a mágnesező tér el a Curie pontot?
4. Hogyan függ mágnesezettség a ferromágneses anyag a hőmérséklet erős és gyenge területeken?
5.Opishite meghatározására szolgáló módszer Curie-pontja ebben a vizsgálatban. Mi azt mutatja, hogy az első és második millivoltmeters? Mi lesz a jele, hogy a Curie ponton halad?
6.Chem mért hőmérséklet ferromágneses mintát a kísérlet során? Magyarázza a tervezés és a funkció a pyrométert.
7.Obyasnite minőségileg haladás ábrázolási Önnek.
1.Buravihin VA Shelkovnikov VN Karabanova VP Workshop on mágnesesség. M High School, 1979, p 103.
2.Kalashnikov SG Villamos energia. M. Nauka, 1977 §110, 119.
3.Kittel Charles Bevezetés a Szilárdtestfizikai. Nauka, Moszkva, 1978, pp 543-592.
4.Kortnev AV YV Rubljov Kutsenko A. Workshop on Physics. M. magasabb iskolai, 1963. p.313.
6.Sivuhin DV Az általános kurzus a fizika. Nauka, Moszkva, 1983, Vol.3. §74, 79.