піч, феромагнітний зразок, соленоїд, вимірювальна котушка, термопара, мілівольтметри В7-16А і В7-21.
Залежно від поведінки в магнітному полі речовини підрозділяються на кілька типів: Діамагнетик, парамагнетики, феромагнетики і ін.
Діамагнетиками називаються речовини, у яких при поміщенні їх у зовнішнє магнітне поле виникає власне магнітне поле, що ослаблює зовнішнє поле. Діамагнітни вісмут, мідь, інертні гази та др.веществ.
На відміну від діамагнетіков, парамагнетики і феромагнетики підсилюють зовнішнє магнітне поле. Парамагнетиками є алюміній, платина та ін. Речовини. Ферромагнітни залізо, нікель, кобальт, їх сплави і ін. Матеріали.
Кількісний зв'язок між магнітною індукцією поля в речовині і напруженістю зовнішнього магнітного поля визначається простою залежністю
де - магнітна проникність речовини - число, що показує у скільки разів магнітне поле в речовині більше, ніж поле в вакуумі;
o - магнітна постійна.
Для діа- і парамагнетиків магнітна проникність в широкому діапазоні магнітних полів є величиною постійною. Причому для діамагнетіков. а для парамагнетиків. Абсолютне значення магнітної проникності для діа- і парамагнетиків дуже мало відрізняється від одиниці. Магнітна проникність феромагнетиків приймає значення від 10 до 10 6. причому на відміну від діа- і парамагнетиків змінюється за величиною зі зміною зовнішнього магнітного поля.
Зі збільшенням температури магнітні властивості феромагнетиків змінюються. Для кожного феромагнетика є певна температура, яка називається точкою Кюрі, при якій він втрачає свої магнітні властивості, а магнітна проникність практично стає рівною одиниці. Таким чином, в точці Кюрі фактично здійснюється перетворення феромагнетика в парамагнетик. На зазначених особливостях поведінки магнітної проникності при підвищенні температури заснований метод визначення точки Кюрі.
ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ
У піч 1 (рис.1) поміщений феромагнітний зразок 2, який нагрівається обмоткою 3, що є одночасно намагнічує соленоидом. При протіканні струму через соленоїд у вторинній обмотці 4 індукується ЕРС. Ця ЕРС реєструється милливольтметром В7-21.
Суть методу полягає в наступному. При пропущенні струму через соленоїд 3 у вторинній обмотці (вимірювальній котушці) 4 виникає ЕРС індукції, яка визначається за законом Фарадея-Ленца
де Ф - магнітний потік, що пронизує площу витків вторинної обмотки
де N2 - число витків вторинної обмотки;
B - магнітна індукція поля, створювана соленоидом;
S - площа перетину витка вторинної обмотки.
Магнітну індукцію в зразку можна уявити як
де - магнітна індукція поля первинної обмотки без сердечника;
- додаткова магнітна індукція, що з'являється в результаті намагнічування сердечника.
Магнітний потік в загальному випадку можна виразити так
Якби в печі не було сердечника, тобто в обсязі печі знаходився тільки повітря (парамагнетик), то вторинна обмотка реєструвала б ЕРС, рівну
ЕРС індукції, обумовлена впливом феромагнетика (), дорівнює
де - індукція поля, що створюється матеріалом зразка.
Величина прямо пропорційна магнітної проникності зразка. При температурі Кюрі магнітна проникність зразка стає практично рівною. тобто при цій температурі стає майже рівною нулю. ЕРС у вторинній обмотці зменшується до.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Вольтметр В7-21 вимірює термоЕРС. Для знаходження температури користуються графіком залежності термоЕРС від температури. Вольтметр В7-16А вимірює ЕРС індукції у вторинній обмотці.
2. Включати лабораторну установку можна тільки після того, як викладач або лаборант перевірив правильність включення ланцюга.
3. Увімкніть вольтметри В7-16А і В7-21. Увімкніть електропіч.
5. На підставі отриманих даних температури в печі та напруги у вторинній обмотці, побудуйте графік залежності U2 = f (t) і по кривій U2 = f (t) визначте точку Кюрі.
ВИМОГИ ДО ЗВІТУ
Звіт повинен містити наступне:
1. Схему установки з необхідними поясненнями.
2. Результати вимірювань у вигляді таблиці.
3. Значення температури Кюрі.
4. Висновки по роботі.
Контрольні питання І ЗАВДАННЯ
1. Як класифікуються магнетики, як вони називаються?
2. Як пов'язана магнітна індукція поля в речовині з напруженістю зовнішнього магнітного поля?
3. Що називається магнітною проникністю речовини? Які значення може приймати магнітна проникність для діа-, пара- і феромагнетиків?
4. Що називається точкою Кюрі?
5. Показати, чому методом, застосовуваним в даній роботі, можна визначити точку Кюрі.