Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Рефераты > Физика
Название:
Снятие кривой намагничевания парамагнетика

Тип: Рефераты
Категория: Рефераты
Подкатегория: Физика

Цена:
0 грн



Подробное описание:

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Лабораторна робота №

з курсу «Зняття кривої намагнічування феромагнетику»

Варіант №

Виконав

студент групи

Перевiрив

Донецьк 2010

Лабораторная работа №1

СНЯТИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ ФЕРРОМАГНЕТИКА

Цель работы – Экспериментальным путем построить кривую намагничивания ферромагнетика и с ее помощью установить зависимость магнитной проницаемости от напряженности намагничивающего магнитного поля.

Приборы и принадлежности: ЛАТР, цифровой вольтметр В7-21А, исследуемый образец из низкоуглеродистой стали, трансформатор.

Основные теоретические положения

По своими магнитными свойствами вещества делятся на слабомагнитные и сильномагнитные . К первым, в основном, принадлежат парамагнетики и диамагнетики, а к другим - ферромагнетики. Парамагнетики и диамагнетики при отсутствии магнитного поля всегда не намагничены. В слабых полях их намагниченность J линейно зависит от напряженности магнитного поля J = χH , причем магнитная восприимчивость χ постоянная и не зависит от Н.


Ферромагнетиками называются твердые тела, которые имеют намагниченные участки (домены) даже при отсутствии магнитного поля. Необходимый признак ферромагнетиков - наличие постоянных (не зависящих от Н ) орбитальных и спиновых магнитных моментов электронных оболочек у атомов или ионов, из которых образуется вещество. Для ферромагнетиков зависимость J от H (или В от Н ) носит сложный характер. Ниже на рисунке приведены зависимости этих величин для изначально не намагниченного ферромагнетика (основная или нулевая кривая намагничивания).

Рисунок 1 – Зависимость намагниченности J и магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н для ферромагнетика

Видно, что при некоторой напряженности поля Hm намагниченность достигает насыщение JS , причем насыщение наступает уже в слабых магнитных полях. Из-за того, что В связано с Н соотношением В = μo (H + J ), то после достижения насыщения (точка 1 на рис.1) индукция продолжает возрастать по линейному закону B = μо H + const, где const = μo J S . Из-за нелинейности зависимости между J и Н и В и Н для ферромагнетиков нельзя ввести магнитную восприимчивость χ и магнитную проницаемость μ как определенные постоянные величины. В случае ферромагнетиков χ и μ есть функциями напряженности поля Н. На рис.2 приведена типичная для ферромагнетиков зависимость μ(Н). Видно, что при Н=0 магнитная проницаемость большее 1. Эта так называемая начальная магнитная проницаемость . При увеличении Н функция μ(Н) возрастает и достигает максимума (максимальная магнитная проницаемость ), а потом в сильных магнитных полях, если достигается состояние насыщения, μ уменьшается до


единицы.

Рисунок 2 – Зависимость магнитной проницаемости μ от напряженности магнитного поля Н для ферромагнетиков

При обычных температурах для большинства ферромагнетиков μ в максимуме имеет значение порядка сотен и тысяч единиц, что является характерной особенностью этого класса магнитных материалов.

Начальная и максимальная магнитные проницаемости, а также остаточная намагниченность и коэрцитивная сила являются основными характеристиками материала ферромагнетика, которые зависят от его химического состава и внутреннего строения.

Методика определения кривой намагничивания

Материалом для исследований в данной работе является низкоуглеродистая сталь, из которой изготовлен сердечник трансформатора. Первичная обмотка трансформатора питается от ЛАТРа через сопротивление R1 переменным током I1 . Напряженность магнитного поля внутри обмотки трансформатора равняется Н = n1 I1 , где n1 - число витков на 1 м длины магнитопровода, а I1 – ток в первичной обмотке трансформатора. Соответственно, напряжение на сопротивлении R1 будет пропорционально напряженности магнитного поля Н.

(1)

Во вторичной обмотке трансформатора источником тока есть ЕДС (электродвижущая сила) индукции. ЕДС индукции равняется

где dФ – изменение потока вектора магнитной индукции через поверхность, охватываемую всеми витками вторичной обмотки. Если S - площадь, охватываемая одним витком, а N2 - количество витков, то Ф = ВSN2 и

(2)

Напишем закон Ома для вторичной цепи, пренебрегая самоиндукцией вторичной обмотки

(3)

где

(4)

Здесь UС - напряжение на конденсаторе, q - заряд конденсатора. Если сопротивление R2 большое, то первым слагаемым справа в (3) можно пренебречь. Тогда

откуда

Подставляя значения I в выражение (4), получим, что напряжение, которое снимается с конденсатора С пропорционально В

(5)

Таким образом, на сопротивлении R1 напряжение будет пропорциональным напряженности магнитного поля Н, а на конденсаторе С – пропорциональным индукции магнитного поля В.

Увеличивая потенциометром П (рис.3) напряжение на первичной обмотке трансформатора, будет увеличиваться амплитуда колебаний напряженности магнитного поля Н и, соответственно, будет возрастать амплитуда колебаний индукции магнитного поля В.


Рисунок 3 – Принципиальная схема установки для снятия кривой намагничивание ферромагнетика

Максимальные значения Н и В за период колебания тока будут отвечать определенной точке на кривой намагничивания. Итак, для построения кривой намагничивания необходимо снять координаты x и y этих точек при постепенном увеличении напряжения питания трансформатора и вычислить значения Н і В по формулам

и

Здесь в формулах появилось из-за разности между напряжением амплитудным и действующим, которое и измеряет любой вольтметр.

Порядок выполнения работы

1. Собрать установку по схеме черт.3

2. Установить регулятор потенциометра ЛАТРа на нуль, включить питания и подать на трансформатор минимально возможное напряжение.

3. Снять показания с двух цифровых вольтметров (UX и UY ), результаты занести к таблице

п/п

UX ,

мВ

Н,

А/м

UY ,

мВ

В,

Тл

μ

1

3,1

93,53

0,84

0,02

170,16

2

9,3

280,62

2,53

0,06

170,15

3

10,5

316,83

2,97

0,07

175,81

4

12,4

374,16

3,69

0,09

191,41

5

17,5

528,05

5,8

0,14

210,98

6

25,2

760,38

8,6

0,22

230,24

7

31,3

944,45

10,98

0,27

227,5

8

42,6

1285,41

14,92

0,37

229,06

9

60,1

1813,46

20,35

0,51

223,79

10

77,2

2329,43

27,1

0,68

232,34

11

106,1

3201,46

34,83

0,87

216,25

12

162

4888,19

46,3

1,16

188,84

13

190,2

5739,09

48,7

1,22

169,16

4. На основании полученных данных вычислить соответствующие значения Н і В, а также μ. Результаты вычислений также занести к таблице.

B1= =0,02 Тл

B2 =0,06 Тл

B3 =0,07 Тл

B4 =0,09 Тл

B5 =0,14 Тл

B6 =0,22 Тл

B7 =0,27 Тл

B8 =0,37 Тл

B9 =0,51 Тл

B10 =0,68 Тл

B11 =0,87 Тл

B12 =1,16 Тл

B13 =1,22 Тл

=93,53

H2 =280,62 А/м

H3 =316,83 А/м

H4 =374,16 А/м

H5 =528,05 А/м

H6 =760,38 А/м

H7 =944,45 А/м

H8 =1285,41 А/м

H9 =1813,46 А/м

H10 =2329,43 А/м

H11 =3201,46 А/м

H12 =4888,19 А/м

H13 =5739,09 А/м

µ1 ==170,16

µ2 =170,15

µ3 =175,81

µ4 =191,41

µ5 =210,98

µ6 =230,24

µ7 =227,5

µ8 =229,06

µ9 =223,79

µ10 =232,34

µ11 =216,25

µ12 =188,84

µ13 =169,16

5. Построить графики зависимости В=f(Н) и μ=φ(Н). Определить максимальное значение магнитной проницаемости ферромагнетика.

Индивидуальное задание

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

В, Тл

0,08

0,34

0,55

0,70

0,78

1,08

1,33

1,55

1,63

1,76

2,00

Н,А/м

50

100

150

200

250

500

1000

2000

5000

10000

30000

µ

1273,8

2707

2919

2786,6

2484

1719,7

1058

617,03

259,55

140,12

53,07

Контрольные вопросы

1. В чем состоит разница в поведении магнитной проницаемости и восприимчивости парамагнетиков, диамагнетиков и ферромагнетиков?

Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы

Диамагне́тики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетики немагнитны. Под действием внешнего магнитного поля каждый атом диамагнетика приобретает магнитный момент I (а каждый моль вещества — суммарный магнитный момент), пропорциональный магнитной индукции B и направленный навстречу полю. Поэтому магнитная восприимчивость χ = I/B у диамагнетиков всегда отрицательна. По абсолютной величине диамагнитная восприимчивость χ мала и слабо зависит как от напряжённости магнитного поля, так и от температуры.

Ферромагнитные вещества — это особый класс веществ, для которых зависимость намагниченности от напряженности магнитного поля существенно нелинейная, и эквивалентное значение магнитной восприимчивости вещества может составлять десятки и сотни тысяч.

2. Что такое начальная магнитная проницаемость?

Это физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией B и напряжённостью магнитного поля H равной 0.

3. Чему равна магнитная проницаемость ферромагнетиков в сильных магнитных полях?

В сильных магнитных полях, если достигается состояние насыщения, уменьшается до единицы.

4. Какой физический смысл имеет намагниченность насыщения ферромагнетика?

Это достижение максимально возможного для данного вещества значения намагниченности. В ферромагнетиках магнитное насыщение считается достигнутым, если магнитный момент достигает значения, равного спонтанной намагниченности ферромагнитных доменов при данной температуре.

5. Почему не сохраняется намагниченность магнитомягких ферромагнетиков после отключения внешнего магнитного поля?

Это происходит из-за малой остаточной намагниченности (намагниченность, которую имеет ферромагнитный материал при напряжённости внешнего магнитного поля, равной нулю)

6. Почему железо в обычных условиях не намагниченное?

При нагреве железа или стали выше точки Кюри (769 °C ≈ 1043 K) тепловое движение ионов расстраивает ориентацию спиновых магнитных моментов электронов, ферромагнетик становится парамагнетиком.




Комментарий:

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Лабораторна робота № з курсу «Зняття кривої намагнічування феромагнетику»


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы