Inżynieria materiałowa Temat: BADANIE PĘTLI HISTEREZY MAGNETYCZEJ FERROMAGNETYKÓW			Ćw. Nr 5
Imię i nazwisko:
Data ćwiczenia: 4.12.2008	Data oddania sprawozdania: 18.12.2008	Ocena:

1. WPROWADZENIE

W fizyce ferromagnetyk to ciało, które wykazuje własności ferromagnetyczne, czyli ciało w którym materia wykazuje własne, spontaniczne namagnesowanie. Właściwości ferromagnetyczne są jedną z najsilniejszych postaci magnetyzmu i są odpowiedzialne za większość magnetycznych zachowań spotykanych w życiu codziennym. Ferromagnetyki posiadają właściwości magnetyczne poniżej temperatury Curie. Do ferromagnetyków należą : żelazo, nikiel, kobalt i niektóre stopy .Ferromagnetyki mają specyficzną budowę wewnętrzną, która tłumaczy ich właściwości magnetyczne. W ferromagnetyku momenty magnetyczne sąsiednich atomów, na skutek spontanicznego namagnesowania, ustawiają się równolegle wzdłuż jednego kierunku, tworząc obszar zwany domeną. W ciele stałym tworzy się wiele domen magnetycznych ustawionych w różnych kierunkach, i są tak skonfigurowane że całkowita energia wewnętrzna kryształu osiąga minimum. Magnesowanie ferromagnetyka zewnętrznym polem magnetycznym powoduje zmiany w strukturze domenowej ciała, co z kolei powoduje magnesowanie się ferromagnetyka. Dzięki obserwacji pętli histerezy magnetycznej danego materiału możemy się dowiedzieć czy dany materiał dobrze się magnesuje czy źle oraz czy magnesuje się na stałe czy tylko chwilowo. Od tego będzie zależeć przyszłe zastosowanie ferromagnetyka. Łatwo i chwilowo magnesowane rdzenie z materiału ferromagnetycznego będą bardzo dobrymi rdzeniami transformatorów(materiały ferromagnetyczne miękkie o małej koercji), natomiast te długo i na stałe magnesowane będą dobrymi magnesami stałymi(materiały ferromagnetyczne twarde o dużej koercji).

2. Opis czynności

1. Zestawienie układu pomiarowego wg poniższego schematu:
   

2. Skalibrowanie oscyloskopu.

3. Włączenie transformatora i przystosowanie prądu skutecznego do czułości oscyloskopu.

4. Dokonanie pomiarów i wyrysowanie na ich podstawie wykresów.

5. Obliczenie potrzebnych wartości.

6. Wyciągnięcie wniosków końcowych.

3. OBLICZENIA I TABELE

1. Parametry badanych materiałów:

Badany materiał	Pole przekroju poprzecznego rdzenia S [m^2]	Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego (magnesującego) Nm	Liczba zwojów uzwojenia wtórnego (pomiarowego) Np	Długość uzwojenia l [m]
Blacha anizotropowa	0,00048	270	650	96
Blacha izotropowa	0,00027	150	4000	368
Ferryt	0,00013	200	1000	58

2. Wartości obliczonych parametrów charakteryzujących pętle histerezy:

Materiał\Parametr	Isk [A]	kx [V}	ky [V]	Uc [V]	U'c [V]	R2 [MΩ]	C [µF]	Hmax [A/m]	Hc [A/m]	Bmax [T]	Br [T]	Xc [cm]	xmax [cm]	yr [cm]	ymax [cm]
Blacha anizotropowa	0,38	5	0,005	0,0145	0,002	12	3,3	1,511	0,0756	1,84	0,2538	0,2	4	0,4	2,9
Blacha izotropowa	0,28	5	0,01	0,02	0,012	12	3,3	0,161	0,0322	0,733	0,44	0,4	2	1,2	2
Ferryt	0,58	10	0,001	0,0012	0,001	12	3,3	2,828	1,414	0,366	0,305	1	2	1	1,2

3. Wartości obliczonych parametrów charakteryzujących pętle histerezy dla różnych I_sk :

Materiał\Parametr	Isk [A]	kx [V}	ky [V]	Uc [V]	U'c [V]	Rz [Ω]	C [F]	Hmax [A/m]	Hc [A/m]	Bmax [T]	Br [T]	Xc [cm]	xmax [cm]	yr [cm]	ymax [cm]
Blacha izotropowa	0,14	2	0,01	0,018	0,012	12	3,3	0,557	0,124	2,285	1,523	0,8	3,6	1,2	1,8
		0,1	2	0,01	0,016	0,011	12	3,3	0,398	0,099	2,031	1,396	0,65	2,6	1,1	1,6
		0,05	2	0,01	0,012	0,009	12	3,3	0,199	0,085	1,523	1,142	0,6	1,4	0,9	1,2
		>0,05	2	0,01	0,009	0,007	12	3,3	0,199	0,099	1,142	0,888	0,5	1	0,7	0,9

4.Przykładowe obliczenia (dla ferrytu):

H_max=
=

H_c=
=

4. Wnioski końcowe

Wniosek 1:

Magnetyki możemy podzielić na twarde lub miękkie. Zależy to od wykresu pętli histerezy. Im pętla szersza tym badany materiał jest twardszy.

Wniosek 2:

• Blacha anizotropowa jest materiałem miękkim, gdyż posiada wąską pętlę histerezy. Bardzo szybko się namagnesowuje, ale także i rozmagnesowuje (namagnesowanie nietrwałe).

• Blacha izotropowa także jest materiałem miękkich, chociaż jej pętla histerezy jest szersza od pętli histerezy blachy anizotropowej. Posiada jednak większą ilość krzemu, dzięki czemu jest bardziej odporny na warunki atmosferyczne. Ma również większą przenikalność magnetyczną.

• Pętla histerezy ferrytu jest najszersza spośród badanych materiałów, co świadczy o tym, że jest on magnetykiem twardym. Jego przewodnictwo ma charakter półprzewodnikowy - zwiększa się ze wzrostem temperatury. Ferryt nawet po wyłączeniu zewnętrznego pola magnetycznego pozostaje przez pewien czas namagnesowany.

---