12565

ЯВЛЕНИЕ МАГНИТОСТРИКЦИИ

Лабораторная работа

Физика

ОТЧЕТ по лабораторной работе №4 ЯВЛЕНИЕ МАГНИТОСТРИКЦИИ ВВЕДЕНИЕ Явление магнитострикции заключается в изменении формы и размеров ферромагнетика при изменении его намагниченности в магнитном поле. Магнитострикция позволяет выяснить природу сил которые опред...

Русский

2013-05-02

733.5 KB

13 чел.

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

ЯВЛЕНИЕ МАГНИТОСТРИКЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

Явление магнитострикции заключается в изменении формы и размеров ферромагнетика при изменении его намагниченности в магнитном поле. Магнитострикция позволяет выяснить природу сил, которые определяют ферромагнитные свойства вещества. С помощью термодинамики удается связать объемный магнитострикционный эффект напряженностью магнитного поля. В работе исследуется характер зависимости продольной и поперечной магнитострикции от напряженности внешнего магнитного поля.       

. ТЕОРИЯ

Элементарными носителями магнетизма в ферромагнетиках являются, в основном, спиновые магнитные моменты электронов. Между ними существует два основных типа взаимодействия: обменное и магнитное

Обменные силы носят квантово-механический характер и не имеют классических аналогов. Расчеты квантовой механики показывают, что в случае системы взаимодействующих электронов наиболее выгодным может быть состояние системы, когда спиновые магнитные моменты ориентированы одинаковым образом. Это говорит о наличии самопроизвольной намагниченности в ферромагнитных телах в отсутствия внешнего магнитного поля.

При нулевой напряженности магнитного поля термодинамически устойчивому состоянию макрообразца согласно классической термодинамике отвечает размагниченное состояние, ибо, в противном случае, на поверхности образца имеется магнитное поле, с которым связана положительная энергия. Обменное взаимодействие стремится создать в образце намагниченность. В результате «борьбы» этих тенденций происходит разбиение ферромагнитного образца на области однородной намагниченности (домены).

Первое начало термодинамики для ферромагнитного тела можно записать в виде

,                                     (1.1)

где

– теплота, подведенная к телу

– работа, связанная с деформацией тела

– работа по намагничиванию тела

Соотношение (1.1) для стержня длиной L можно переписать в виде:

,                        (1.2)

где T и S – температура и энтропия соответственно;

x – сила упругости;

p – внешнее давление;

V – объем стержня;

H и M – напряженность магнитного поля и намагниченность образца;

Экспериментально показано, что объемная магнитострикция в большинстве случаев пренебрежимо мала. Это значит, что в (1.2) , поэтому

                                        (1.3)

Из (1.3) следует принципиальная возможность зависимости модуля Юнга от напряженности магнитного поля.

          

. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Принципиальная схема экспериментальной установки

1 - блок питания электромагнита УИП-1; 2 - амперметр; 3 - электромагнит; 4 - стабилизированный источник питания моста «Агат»; 5 - микроамперметр B7-21; 6 - кнопка включения поля, r1 - сопротивление тензометра; R3,R4 - сопротивление плечей моста (R3= 200 Ом); Rm , R22 - сравнительное плечо моста (магазины сопротивлений); R5 - балластное сопротивление; K1 , K2 - переключатели включения микроамперметра; K3 - переключатель, включения тензометров в мостовую схему.

Рис. 1

Тензометрический метод измерения магнитострикций заключается в следущеи. На поверхности исследуемого образца приклеивается тензометрический датчик. Тензометр представляет собой тонкую  проволочку из нихрома, приклеенную на рисовую бумагу клеем, обеспечивающим электрическую изоляцию проволочки. Сверху . проволочка также покрывается рисовой бумагой.

При изменении длины образца под действием магнитного поля проволочка также изменяет свою длину. Возникающие изменения сопротивления(из-за изменения длины проволочки) измеряются мостовой схемой, в нулевой цепи которой включен микроамперметр высокой чувствительности!. Принципиальная схема установки приведена на рис.2.1. Сопротивление каждого тенхорометрического датчика R1 составляет 200 Ом. Питание мостовой схемы осуществляется через источник постоянного напряжения типа "Агат".

Магнитное поле создается электромагнитом 3. Напряженность магнитного поля Н определяется по градуировочной кривой зависимости Н от тока электромагнита I. Питание электромагнита осуществляется универсальным блоком питания УИП-1 1. Регулировка тока электромагнита осуществляется изменением выходного напряжения блока питания 1.

Величина линейной магнитострикции определяется из формулы для тока, протекающего через микроамперметр 5:

. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1. Задание

3.1.1. настоящей работе необходимо определить величину линейной магнитострикции двух образцов – поликристаллического никеля и прессированного никелевого порошка – как функцию напряженности магнитного поля.

3.1.2.Построить графические зависимости

3.1.3. Ввести образец 1и зафиксировать его положение в магните.

Переключатель K3 перевести в положение Т. При отключенном токе электромагнита установить мост вблизи равновесия, для чего включить переключатель K2  «грубо» и, изменяя сопротивление R22 установить на нуль показания микроампермтра B7-21. Затем, включив переключатель К1  «точно», повторить установку нуля.

3.1.4. Записать значение сопротивлений R21 и R22 , затем увеличить R22 на величину 20 Ом и записать показания микроамперметра.

3.1.5. Изменяя ток источника питания от 0 до 300 мА с шагом 20 мА, записать соответствующие показания вольтамперметра.

. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ

Результаты измерений приведены в таблице.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе нами был изучен объемный магнитострикционный эффект. Проведено измерение тока моста в зависимости от тока, протекающего через электромагнит. Изучена закономерность изменения длины образца при увеличении напряженности окружающего электрического поля. Построен график зависимости .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17982. Правовое регулирование финансовой деятельности 116.5 KB
  24 Лекция № 4 Тема: Правовое регулирование финансовой деятельности ПЛАН: 1.Понятие и виды правового режима имущества субъектов хозяйствования. 2. Порядок открытия и обслуживания банковского счета. 3. Правовое регулирование наличных и безналичны
17983. Хозяйственные обязательства и договоры 154 KB
  Лекция 5 Хозяйственные обязательства и договоры План 1.Понятие хозяйственного обязательства. 2.Классификация хозяйственных обязательств. 3.Возникновение изменение и прекращение хозяйственных обязательств. 4.Хозяйственные договоры. 5. Способы обеспечения ис
17984. Хозяйственно правовая ответственность и защита прав субъектов хозяйствования 155 KB
  Лекция 6 Хозяйственно правовая ответственность и защита прав субъектов хозяйствования. Понятие хозяйственноправовой ответственности и ее место в системе иных видов юридической ответственности. Способы защиты прав и законных интересов субъектов хозяйств
17985. Хозяйственное право в системе права Украины 169.5 KB
  Лекция № 1 :Хозяйственное право в системе права Украины План 1. Понятие и виды хозяйственной деятельности. 2.Понятие и виды хозяйственных отношений. 3. Методы государственного регулирования хозяйственных правоотношений. 4. Принципы хозяйственного права. 5. И...
17986. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ БАНК И ДЕНЕЖНО-КРЕДИТНАЯ ПОЛИТИКА 435.5 KB
  ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине ЦЕНТРАЛЬНЫЙ БАНК И ДЕНЕЖНОКРЕДИТНАЯ ПОЛИТИКА Тема 1. НАЦИОНАЛЬНЫЙ БАНК УКРАИНЫ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ БАНК СТРАНЫ Назначение и правовой статус центральных банков. Основные задачи функции и принципы деятельности НБУ. ...
17987. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ 1.33 MB
  конспект лекций по предмету Финансовый менеджмент Вступление В предлагаемом курсе лекций наложены основные методы и практические приемы которые применяются для эффективного управления формированием и использованием финансовых ресурсов предприяти...
17988. ЕКОНОМІКА ПРАЦІ І СОЦІАЛЬНО-ТРУДОВІ ВІДНОСИНИ 3.69 MB
  В.Г.СУМЦОВ І.Г.ФИЛИППОВА Г.С. БАЛАХНІН Є.В.ЯРМАК ЕКОНОМІКА ПРАЦІ І СОЦІАЛЬНОТРУДОВІ ВІДНОСИНИ Розглянуто сутність праці формування і використання трудового потенціалу людського капіталу зайнятості населення ринку праці безробіття та його соціальноекономічних...
17989. 4D Брендинг 1.55 MB
  Томас Гэд 4D Брендинг От автора ПРОИЗНЕСИТЕ СЛОВО брэндинг и оно прозвучит как магическое заклинание. Коммерческая нирвана успокоение по мере того как перед вашими глазами проходят логотипы потребительских брэндов: CocaCola Heineken Marlboro Nescafe. Волшебные названия и и
17990. 22 НЕПРЕЛОЖНЫХ ЗАКОНА МАРКЕТИНГА 898.5 KB
  Д.ТРАУТ. 22 НЕПРЕЛОЖНЫХ ЗАКОНА МАРКЕТИНГА Нарушайте их на свой страх и риск Введение Миллиарды долларов были попусту истрачены на маркетинговые программы которые заранее были обречены на провал независимо от того насколько они были умными и блестящими или от т...