Постановка задачи

С увеличением температуры магнитные свойства ферромагнетиков изменяются. Магнитная проницаемость и намагниченность насыщения J_s уменьшаются и, наконец, намагниченность насыщения становится незначительной, а магнитная проницаемость практически становится равной единице, то есть в точке Кюри фактически осуществляется превращение ферромагнетика в парамагнетик. На указанных особенностях поведения и J_s при повышении температуры основан предлагаемый метод определения точки Кюри.

Описание лабораторной установки

В печь 1 (рис. 1) помещается исследуемый образец 2, который нагревается обмоткой 3, являющейся одновременно намагничивающим соленоидом. При протекании тока через соленоид 3 во вторичной обмотке 4 индуцируется ЭДС. Эта ЭДС регистрируется милливольтметром (мB₁). Температура измеряется прибором (мВ₂) с термопарой (ТП) хромель - алюмель.

Рис.1

С ущность метода заключается в следующем. При пропускании тока через соленоид 3 во вторичной обмотке 4 возникает ЭДС индукции, определяемая по закону Фарадея – Ленца

= (1)

где Ф – магнитный поток, пронизывающий площадь витков вторичной обмотки

(2)

где N - число витков вторичной обмотки, В – магнитная индукция поля, создаваемая соленоидом 3, S – площадь сечения витка вторичной обмотки.

Магнитную индукцию в образце можно представить так:

(3)

где В - магнитная индукция поля первичной обработки без сердечника, В - добавочная магнитная индукция, появляющаяся в результате намагничивания вставленного сердечника.

Магнитный поток в общем случае можно выразить:

(4)

Отсюда:

(5)

В том случае, когда в печи образца нет, а объем печи заполнен воздухом (парамагнетик) , наводится ЭДС, равная:

(6)

величину которой можно экспериментально оценить, если вынуть образец из печи и включить соленоид. ЭДС индукции, обусловленная влиянием ферромагнетика, равна:

(7)

где В - магнитное поле, индуцированное материалом образца. (B¹=μ₀J)

Величина В прямо пропорциональна намагниченности J образца. При повышении температуры намагниченность насыщения ферромагнетика уменьшается. При температуре Кюри ферромагнетик превращается в парамагнетик, В¹ которого весьма мала. Поэтому с ростом температуры dB¹/dt уменьшается, а затем при некоторой температуре dB /dt становится почти равной нулю. ЭДС во вторичной обмотке уменьшается до . Эта температура совпадает с точкой Кюри.

Порядок выполнения работы

1. Вставьте образец в печь и подайте на нее напряжение.

2. Через каждые 40-50 С записывайте показания милливольтметра (мВ₁) во вторичной обмотке. Когда напряжение во вторичной обмотке начнет уменьшатся, показания снимайте через каждые 10 С. Данные занесите в таблицу 1:

Таблица 1.

t°, C
U2, мB

3. Н а основании полученных данных температуры в печи и напряжения во вторичной обмотке, постройте график зависимости U = f(t) и по этой кривой определите точку Кюри. (как показано на рисунке 2)

Рис.2

4. Запишите выводы по работе.