Типы магнетиков и их свойства
Кафедра физики
Лабораторная работа № 45
Расширенный отчет
Снятие кривой намагничивания и петли гистерезиса с помощью электронного осциллографа
Отчёт
Выполнил:
Студент гр. ЭП-11 И.С. Менделев
Руководитель:
к.т.н., доцент Н.П. Морковцев
Братск 2012
Цель работы – снятие кривой намагничивания, снятие петли гистерезиса и определение затрат энергии на перемагничивание.
Приборы и принадлежности:
Осциллограф
Трансформатор
Вольтметр
Реостат
Исследуемый трансформатор
Конденсатор и два сопротивления.
Типы магнетиков и их свойства
Магнитные свойства магнетиков характеризуются вектором намагниченности I и магнитной восприимчивостью χ или магнит-
ной проницаемостью μ= 1+χ. Величины μ и χ безразмерные, а
намагниченность Ι измеряется в A/м.
Намагниченностью вещества I называется векторная физиче-
ская величина, равная суммарному магнитному моменту атомов
(молекул) единицы объѐма вещества, т.е.
Где 
– магнитный момент атома (молекулы).
Магнетики – это вещества, способные намагничиваться
под действием внешнего магнитного поля Н. В зависимости от ве-
личины магнитной восприимчивости χ магнетики делятся на диа-
магнетики, парамагнетики, ферромагнетики.
Вещества, у которых χ<0, а |χ|<<1, т.е. |χ| порядка 
, называ-
ются диамагнетиками. К ним относятся все инертные газы,
Cu, Ca, Zn, Au, Ag, Sb, Si, P, Hg, вода, бензолы и др.
Если 1>χ>0, но χ порядка 
- 
, то такие вещества назы-
ваются парамагнетиками. Это О2, Н2, лютеций Lu, иттрий
Y, щелочные металлы, Mg, Al, Ti, V, Mo, многие химические со-
единения, FeCl2, MnO и другие.
У ферромагнетиков магнитная восприимчивость ве-
лика и достигает величины до 
. Это железо Fe, никель Ni, ко-
бальт Co, гадолиний Gd, редкоземельные металлы (РЗМ), такие как
гольмий Ho, диспрозий Dy, тербий Tb и др., а также их сплавы, хи-
мические соединения, например: SmCo5 , TbFe2, Fe+Ni+Co и дру-
гие. Ферромагнетики обладают необычными физическими свойствами:
а) они имеют нелинейную сложную кривую намагничивания , которая называется петлей гистерезиса: Нс - коэрцитив-
ная сила, это величина напряженности обратного магнитного поля,
при котором намагниченность I ферромагнетика равна нулю; IR
называется остаточной намагниченностью;
б) намагниченность насыщения IS зависит от температуры ; Тc – это температура Кюри, т.е. такая температура, ниже
которой ферромагнетик находится в ферромагнитном состоянии, а
выше – в парамагнитном (т.е. в размагниченном) состоянии;
в) магнитная восприимчивость χ ферромагнетика зависит от
температуры и магнитного поля Н (рис. 6), выше темпера-
туры Кюри Тc зависимость восприимчивости определяется по фор-
муле
г) при температуре Кюри Тс теплоемкость CV при постоянном
объеме испытывает скачок . Ферромагнетики обладают и
другими необычными свойствами, например электрическими и
упругими.
Схема установки
Рабочие формулы
H = 
B = 
Q = k·Sn·v
Где N1 – число витков, R1 – сопротивление проволоки обмотки, С – электроемкость конденсатора, N2 – число витков вторичной обмотки, S – поперечное сечение сердечника, v частота переменного тока.
Таблицы результатов
Таблица 1
| X, мм | |||||||||
| Y, мм | |||||||||
| Ux, B | 2,5 | 2,2 | 1,8 | 1,4 | 1,2 | 0,8 | 0,7 | ||
| Uy, B | 0,34 | 0,3 | 0,26 | 0,22 | 0,17 | 0,12 | 0,09 | 0,06 |
Таблица 2
| В, Тл | 1,416 | 1,25 | 1,08 | 0,916 | 0,708 | 0,5 | 0,375 | 0,25 | |
| Н, А/м |
Sп= 890 мм2
Q= 44945 Дж/с·м3
Вывод: Сняли кривую намагничивания, петлю гистерезиса, определили затраты энергии на перемагничивание.