گزارش کار آزمايشگاه فيزيک (2)
مطالعه و بررسي پسماند مغناطيسي و رسم منحني هيسترزيس
مواد بر حسب خاصيت مغناطيسي به سه دسته پارامغناطيس، ديا مغناطيس و فرومغناطيس تقسيم ميشوند. در مواد فرومغناطيس حوزههاي ريزي از اتمها وجود دارد که در آنها دو قطبي مغناطيسي اتمها در يک جهت قرار دارد. با قرار گرفتن يک ماده فرومغناطيس در ميدان مغناطيسي خارجي حوزههاي مغناطيسي داخلي مرتب شده و تقريباً همگي در جهت ميدان قرار ميگيرند. اين امر باعث ميشود تا القاي مغناطيسي به شدت افزايش يابد. افزايش شدت القاي مغناطيسي تا جائي ادامه مييابد که تقريباً همه حوزهها در يک جهت قرار گرفته باشند. در چنين حالتي فرومغناطيس را اشباع شده ميگويند.
گزارش کار آزمايشگاه فيزيک (2)
مطالعه و بررسي پسماند مغناطيسي و رسم منحني هيسترزيس
مواد بر حسب خاصيت مغناطيسي به سه دسته پارامغناطيس، ديا مغناطيس و فرومغناطيس تقسيم ميشوند. در مواد فرومغناطيس حوزههاي ريزي از اتمها وجود دارد که در آنها دو قطبي مغناطيسي اتمها در يک جهت قرار دارد. با قرار گرفتن يک ماده فرومغناطيس در ميدان مغناطيسي خارجي حوزههاي مغناطيسي داخلي مرتب شده و تقريباً همگي در جهت ميدان قرار ميگيرند. اين امر باعث ميشود تا القاي مغناطيسي به شدت افزايش يابد. افزايش شدت القاي مغناطيسي تا جائي ادامه مييابد که تقريباً همه حوزهها در يک جهت قرار گرفته باشند. در چنين حالتي فرومغناطيس را اشباع شده ميگويند.
اما پس از اين اگر ميدان مغناطيسي خارجي اعمال شده کاهش يابد شدت القاي مغناطيسي ديگر به نسبت خطي با آن کم نميشود چرا که برخي حوزهها تمايل دارند در همان حالت قبلي خود بمانند. حتي اگر ميدان خارجي صفر هم شود بازهم تا زمان کمي خاصيت مغناطيسي در فرومغناطيس ناشي از همان پايداري تغيير جهت دو قطبيهاي حوزهها باقي ميماند که به آن پسماند مغناطيسي ميگويند. مثلاً فولاد که يک فرومغناطيس سخت است تا زمان قابل توجهي پس از قطع ميدان خارجي خاصيت مغناطيسي خود را حفظ ميکند.
شرح آزمايش:
براي مطالعه وضعيت پسماند مغناطيسي در يک فرومغناطيس اين ماده را (مثلاً آهن) به عنوان هسته وارد يک چنبره ميکنيم. اگر در چنبره هستهاي نميبود با برقراري جريان ميدان مغناطيسي معادل در آن ايجاد ميشد. ( گذردهي مغناطيسي خلاء جريان عبوري و تعداد دورها بر واحد طول است.) اما اگر هسته آهني وجود داشته باشد ميدان ايجاد شده شديدتر خواهد بود و معادل ميشود. مقدار با مغناطيس شدگي نسبت مستقيم دارد.
بنا بر اين براي بدست آوردن مقدار مغناطيس شدگي هسته آهني کافي است ميدان مغناطيسي ايجاد شده را بدست آوريم و با ميدان اعمال شده يعني مقايسه کنيم تا به عنوان ضريبي از بدست آيد.
براي اندازهگيري هم کافي است تا از قانون القاي فارادي کمک بگيريم. براي اين منظور از يک سيمپيچ ثانويه که به دور چنبره ميپيچيم کمک ميگيريم. اين سيمپيچ را به يک آمپرمتر بسيار حساس (گالوانومتر) متصل ميکنيم. با تغيير ميدان مغناطيسي جرياني متناسب با در سيمپيچ ثانويه ايجاد ميشود.
ميتوان فرض کرد که انحراف ايجاد شده در عقربه گالوانومتر (اگر بر حسب زاويه قرائت شود و يا حتي اگر آن را با ولت بخوانيم) با بار متناسب است. در نتيجه با متناسب است. پس براي داشتن معياري متناسب با خود بايد در هر مرحله انحرافها را با هم جمع کنيم. (تغييرات را تجمعي در نظر بگيريم.)
مرحله اول : از a تا b
در اين مرحله ابتدا کليه خاصيت مغناطيسي باقيمانده قبلي در هسته آهني تخليه ميشود. سپس هسته با برقراري جرياني تا مقدار بيشينهاي (معادل با انحراف گالوانومتر ) در معرض ميدان مغناطيسي خارجي قرار ميگيرد. سپس با بازکردن کردن کليدهاي تا و اضافه کردن مقاومت به مدار جريان عبوري را کاهش ميدهيم يعني عملاً ميدان مغناطيسي خارجي را کم ميکنيم. در هر مرحله با وصل هر کليد انحراف گالوانومتر را به عنوان تابعي از تغييرات ميدان مغناطيسي ايجاد شده اندازه ميگيريم. مشاهده ميشود که با صفر شدن جريان ميدان مغناطيسي صفر نميشود و اين به اين معناست که هنوز برخي حوزهها جهتشان را در راستاي ميدان قبلي حفظ کردهاند و پسماند داريم.
از دادههاي اين مرحله جدول زير بدست ميآيد :
|
|
انحراف |
حساسيت |
جريان (آمپر) |
کليد |
|
153 |
7 |
5 |
0.62 |
K7 |
|
149 |
4 |
5 |
0.44 |
K6 |
|
145 |
4 |
5 |
0.32 |
K5 |
|
143 |
2 |
5 |
0.26 |
K4 |
|
141 |
2 |
5 |
0.20 |
K3 |
|
140 |
1 |
5 |
0.18 |
K2 |
|
128 |
12 |
5 |
0 |
K1 |
مرحله دوم : از c تا d
در اين مرحله با تغيير وضعيت کليد دو طرفه جهت جريان را معکوس ميکنيم. سپس با بستن کليدها از تا و در نتيجه حذف مقاومتها شدت جريان معکوس را بيشتر ميکنيم و انحراف گالوانومتر را به عنوان تابعي از ميدان مغناطيسي ثبت ميکنيم.
از دادههاي اين مرحله جدول زير بدست ميآيد :
|
|
انحراف |
حساسيت |
جريان (آمپر) |
کليد |
|
-54 |
54 |
5 |
|
آمار مطالب
آمار کاربران
کاربران آنلاین
آمار بازدید
