Magnetometr AC

ZADANIE 60
Magnetometr AC
1. zasilacz DC do 5V
2. multimetr 2 szt
3. woltomierz
4. lock’in
5. generator typ G-432
6. drut miedziany w emali 0.15
7. dwie rurki dopasowane na zewnętrznej dopasowana cewka
8. taśma klejąca
9. przewody z banankami do przylutowania
10. przewody koncentryczne 3 szt.
11. przewody BNC-banaki 2szt.
12. trójnik BNC 2 szt.
13. drut AlCr w porcelanowej kostce
14. statyw
15. kawałeczki In, Pb, Sn,
16. pęseta
17. krokodylki 2 szt.
Wykonanie
1) nawinąć na wewnętrznej rurce cewkę próbną (np. 10 zwojów), zewnętrzna cewka
do generatora, wewnętrzna do locki’na i oscyloskopu. Zmierzyć zdolność sygnału od
położenia cewki.
2) nawinąć układ z cewek w przeciwnym kierunku o długości określonej w p. 1.
Umieścić tak by sygnał był wyzerowany. Wewnątrz układu rurek umieścić drut Alce
tak by sygnał był maksymalny. Przez drut przepuszczamy prąd i grzejemy go.
Zmierzyć sygnał vs temperatura. Pomiar temperatury przez pomiar oporu drutu do
kalibracji temperatury użyj kawałków In, Pb, Sn wyznaczyć Tc.
Magnetometr AC
Do dyspozycji są:
- zasilacz DC do 5V
- multimetr 2 szt.
- rurka plastikowa
- cewka główna
- drut miedziany
- lock’in – urządzenie służące do pomiaru indukowanego napięcia
- suwmiarka
- przewody do połączeń elektrycznych
- kawałki stopu lutowniczego (cyna - ołów), indu, cyny, ołowiu
- pinceta
- ceramiczna wkładka do gniazd elektrycznych lub kostka ceramiczna
- statyw
1
Część pierwsza doświadczenia polega na wyznaczeniu zależności pola
magnetycznego indukowanego w cewce od odległości od jej końców. W tym celu
należało nawinąć na rurkę plastikową kilka zwojów drutu, który pełnił rolę cewki
próbnej. Dla różnych jej położeń wewnątrz drugiej cewki –głównej- należało badać
amplitudę indukowanego napięcia, co pozwalało wyznaczyć zależność pola
magnetycznego od odległości.
Część druga to wyznaczanie temperatury Curie stopu ferromagnetycznego, z
którego wykonany jest drut. Należało przygotować nową cewkę próbną, składającą
się z dwóch, ciasno i przeciwnie nawiniętych zwojów, oddalonych od siebie o taką
odległość, (wyznaczoną na podstawie części pierwszej), na której indukowane pole
magnetyczne wewnątrz pierwszej cewki próbnej, po umieszczeniu jej w cewce
głównej, było stałe.
Następnie umieszczając drugą cewkę próbną w cewce głównej, można tak było
dobrać jej położenie, aby indukowane napięcie było równe zero. Gdy umieścimy
ferromagnetyczny drut wewnątrz uzwojeń jego namagnesowanie spowoduje
wychylenie wskazówki lock’inu z pozycji zerowej.
Następnie przez ferromagnetyczny drut przepuszczano prąd o coraz większym
natężeniu, powodując wzrost temperatury drutu. Przy osiągnięciu T c wartości
magnetyczne ferromagnetyków przechodzą do stanu paramagnetycznego i ich
oddziaływanie z zewnętrznym polem magnetycznym maleje o kilka rzędów.
Ważna jest kalibracja temperatury drutu. Wykonując pomiary mocy, przy których
ulegają stopnieniu małe kawałki metali położonych na drucie można znaleźć
zależność mocy od temperatury. Dokonując ekstrapolacji liniowej otrzymanej
zależności od wartości mocy, przy której podatność drutu spada do zera otrzymamy
wartość temperatury Curie.
Należy przyjąć, że powyżej 120oC odporność drutu zależy liniowo od temperatury.
Temperatura topnienia stopu lutowniczego wynosi 170 oC , ołowiu 327 oC, indu
156,5oC, cyny 232 oC.
2