Лабораторна робота № 39
Визначення точки Кюрі за допомогою трансформатора
Мета роботи: визначення точки Кюрі за допомогою трансформатора.
Прилади й приналежності: вольтметр, термопара, сердечник.
Коротка теорія методу і опис установки
Для визначення точки Кюрі в даній роботі застосовується установка, принципова схема якої приведена на рис. 9.
У нашій установці первинна обмотка має форму соленоїда, довжина якого l1 у багато більше, ніж його діаметр (l1 >> d). Вторинна обмотка являє собою котушку, намотану на середню частину соленоїда, причому довжина котушки l2 < При проходженні змінного струму по первинній обмотці в залізному осерді і досліджуваному зразку виникає змінюється в часі магнітний потік. Цей потік перетинає витки вторинної обмотки і наводить в ній ЕРС індукції. Напруга, що виникає на виходах котушки, реєструє вольтметр V2. Температура зразка вимірюється термопарою, один спай якої поміщений в зразок, а інший знаходиться при кімнатній температурі. При досягненні температури Кюрі магнітні властивості зразка змінюються, внаслідок чого ЕРС індукції у вторинній обмотці різко падає, що відзначається вольтметром V2. Причина такої зміни полягає в наступному. Нагрівальна спіраль має як індуктивним, так і провідникові. Коефіцієнт самоіндукції первинної обмотки залежить від її параметрів і матеріалу. Напруга на первинній обмотці одно U = UR + UL, де UR = J1 R1 - падіння напруги на омічному опорі; UL = - Еінд - падіння напруги на чіcто індуктивному опорі, чисельно рівне ЕРС індукції, що виникає в первинної ланцюга. З іншого боку: де Ф - магнітний потік, що проходить через N1 витків первинної обмотки, рівний Ф = Ф1 N1, Ф1 - магнітікіпоток, що проходить через один виток, такий же магнітний потік пронизує кожен виток вторинної обмотки. Ф2 = N2 Ф1 - загальний потік, що проходить через N2 витків вторинної обмотки. Тоді ЕРС індукції в первинній та вторинній обмотках дорівнює відповідно Відповідно про законом Біо-Савара-Лапласа магнітний потік, створюваний первинної обмоткою: де L1 - індуктивність первинної обмотки соленоїда; 7. Побудувати графік залежності E2 = E2 (t). 8. За графіком визначити температуру Тк (точку Кюрі) зразка.
На практиці визначили температуру сердечника і величину ЕРС вторинної обмотки, за графіком визначили температуру Кюрі Тк = 200, з'ясували, що при досягненні точки Кюрі показання вольтметра різко падають, наближаючись до значення без сердечника, дане явище пояснюється тим, що магнітні властивості змінюються: перехід феромагнетика в парамагнетик супроводжується зменшенням величини магнітної проникності - ЕРС вторинної обмотки прямо пропорційний.