Ferromágnes hiszterézis hurokjának vizsgálata
LABORATÓRIUMI MUNKA № 52
Ferromágneses hiszterézis vizsgálata
E munka célja a mágneses hiszterézis jelenségeinek tanulmányozása és ferromágnes mágneses tulajdonságainak meghatározása.
Eszközök és tartozékok: a vizsgált ferromágnes toroid két tekerccsel, váltakozó feszültséggenerátor, oszcillográf, ellenállás, kondenzátor.
Rövid információk az elméletből
Ferromágneses anyagokat gyakran használnak transzformátorok, fojtók, AC gépek; a rádióelektronikában, ahol időszakos mágnesezési fordulatnak vannak kitéve. A ferromágnesek mágneses tulajdonságainak tanulmányozása változó mezőkben nagy gyakorlati érdekű.
A jellemző ferromágneses anyagok a nemlineáris kapcsolat a mágneses indukció B és a mágnesező térerősség H. Ez kapcsolatban korábban lemágneseződik ferromágneses ábrán látható. A 0-1 görbe 52,1. Ez a fő vagy kezdeti mágnesezési görbe. Ha most kezdjük csökkenteni a H mágnesező mező intenzitását, akkor a B függőséget H-ra az 1 -2 görbe mutatja. Az indukció megváltozásakor késik a térerősség változása. Ezt a jelenséget mágneses hiszterézisnek nevezik.
H = 0 esetén a mágnesezés nem tűnik el, és a mágneses indukció br. Ferromágnes demagnetizálásához létre kell hozni az ellentétes irányú mágneses mezőt. A mező intenzitásának nullából történő növelésével az indukció változását a 2-3. Görbe mutatja. A H0 mezőerősség. amelynél a mágneses mező indukciója nullává válik, az úgynevezett kényszerítő (késleltető) erő. A térerősség másik ellenkező irányú változásával az indukció a 3 -4. Görbe szerint változik. A váltakozó a nagyságát és irányát a mágneses mező a mágneses indukció változik görbe szerint 1 -2 -3 -4 -5 -1, amely az úgynevezett egy hiszterézis-hurok. Ha az amplitúdó értéke a váltakozó mágnesező tér egyenlő vagy nagyobb, mint a térerősség a mágnesező ferromágneses telítésig (Hmax> HS, a hiszterézis hurok fel van szólítva a maximális (határ). Fantázia mezőt Hs megfelel a mágneses indukció Bs. Amikor Hmsa A ferromágnesesség az elektronok spin mágneses pillanataitól függ. A ferromágneses vissza atomok egy különleges csoportját képezik elektronok (ZD-elektronok a vas csoportbeli fémek és 4f-elektronok a ritka földfémek) nem kompenzálják. Emiatt az atomok spin mágneses pillanatait jelentős érték elérheti. Külső mező hiányában a ferromágnes a spontán mágnesezési tartományok nagyszámú (de makroszkópos) régióiból áll. Az egyes tartományokon belül az atomok mágneses pillanatait szigorúan orientálják. Külső mágneses mező hiányában a ferromágnes teljes mágneses nyomatéka nulla. Megfelelően erős mágneses mezőben minden mező mágneses pillanatait be kell állítani a mezőbe. Ebben az állapotban a ferromágnes telítettségre mágnesezhető. Amikor a ferromágnes megfordul, a domain szerkezet változik. Az ehhez szükséges munka a külső mágneses mező energiájának rovására történik. A minta felmelegszik a mágnesezés visszafordítása során, és annál erősebb, annál nagyobb a hiszterézis hurok területe (hiszterézis által okozott energiaveszteségek). Elementary szükséges munka peremagnnchiva-CIÓ a minta egységnyi térfogatú dAejs.a6 = dwes.au = HxdB, egyenlő a terület a szürke sávok ábra. 52.1. Ezután a minta egy mágnesezési visszafordítási ciklusánál elveszett és egységnyi térfogatra számított teljes energia számszerűen megegyezik a hiszterézis hurok térségével: A kísérleti beállítás és mérési módszer leírása A hiszterézis hurok egy elektronikus oszcilloszkóp (EO) képernyőjén érhető el egy olyan berendezéssel, amelynek áramköre a 3. ábrán látható. 52,2. A P panel meg van erősítve
A T próbaminta két tekercseléssel, ellenállással és kondenzátorral. Г - a szinuszos formájú váltakozó feszültséggenerátor. Ahhoz, hogy a képernyő EO hiszterézis-hurok, hogy szükség van a „bemenet X» ad jelet az intenzitásai arányos H a mágnesező tér, és a »bemeneti U« - arányos jelet a mágneses indukció B a mintában.
A vizsgálati minta toroid alakú, amelynek felszínén az 1. és 2. tekercset az N1 és N2 fordulatok számával hajtják végre. Az R \ ellenállás R R1 potenciométerén keresztüli tekercselés kapcsolódik a D generátor kimenetéhez. A mágnesező mező átlagos erőssége a toroidban