Izveˇsta sta j o labora lab orator torijsko ijsko j veˇzbi zbi
Magnetna susceptibilnost
Anamarija Abu el Rub Broj indeksa: 2014/3177 Grupa: C4 Datum rada: 11.11.2015.
1
0.1 0.1.1
Teorijski uvod Magnetna susceptibilnost
Magnetnom susceptibilnoˇc´cu (χ) nazivamo relativnu promenu magnetne indukcije (B): B − B0 χ = = µ − 1 B0 r
gde je µ magnetna permeabilnost koriˇs´cenog materijala. Magnetna susceptibilnost moˇze biti pozitivna (za dijamagnetne materijale) i negativna (za paramagnetne i feromagnetne materijale). r
0.1.2
Merenje magnetne susceptibilnosti
Kada se neko telo od dijamagnetnog ili paramagnetnog materijala nadje u nehomogenom magnetnom polju, dolazi do interakcije magnetnog polja sa sopstvenim ili indukovanim magnetnim momentima. Makroskopski efekat tih interakcija je da na to telo deulje obrtni momenat i sila normalna na pravac polja. Merenjem obrtnog momenta ili sile moˇze se odrediti magnetna susceptibilnost koriˇs´cenog materijala. 0.1.2.1
Gujeva metaoda za merenje magnetne susceptibilnosti
Gujeva metoda se zasniva na merenju sile koja deluje na paramagnetni ili dijamagnetni uzorak u nehomogenom magnetnom polju. Pirmena Gujeve metode podrazumeva koriˇs ´cenje uzorka u obliku dugaˇckog cilindra. Donji kraj uzorka treba da se nalazi izmedju polova elektromagneta, gde je magnetno polje na jjaˇ ce. Gornji kraj uzorka treba da bude van magnetnog polja. Ukupna sila koja deluje na uzorak postavljen izmedju polova elektromagneta moˇze se dobiti: 1 F = − µ0 · χ · S · H 0 2 2 Negativan znak pokazuje da ´ce za paramagnetike kod kojih je magnetna susceptibilnost χ negativna, sila F teˇziti da uvuˇce uzorak u magnetno polje. Ukoliko je uzorak od dijamagnetika, sila F ´ce teˇziti da potisne uzorak van magnetnog polja.
2
Figure 1:
0.2
ˇ Sema postavke uzorka u nehomogenom magnetnom polju
Postupak rada
Epruveta sa uzorkom bila je okaˇcena o tanku ˇzicu priˇcvrˇs´cenu za levi tas vage. Donji kraj epruvete se nalazio izmedju polova elektromagneta. Dodavanjem tegova na desni tas vage, vaga je uravnoteˇzena, ˇcime je izmerena poˇcetna masa epruvete sa uzorkom. Slede´ ci korak bio je odredjivanje osetljiosti vage, dodavanjem najmanjeg tega (20mg) na uravnoteˇzenu vagu i oˇcitavanjem promene poloˇzaja kazaljne ∆n u podeocima skale. Izraˇcunata je osetljivost: σ =
∆m [mg/podeok] ∆n
Nakon zatvaranja strujnog kola elektromagneta, na uzorak poˇcinje da deluje sila F , i kao posledica toga se naruˇsava ravnoteˇza vage. Menjanem jaˇcine struje od 3A do 9.5A, sa mernim korakom od 0.5A, meren je priraˇstaj mase uzorka oˇcitavanjem promene pokazivanje kazaljke. Iz tabele zavisnosti magnetne indukcije B od jaˇcine struje I (B = f (I )), zabeleˇzene su vrednosti kvadrata magnetne indukcija (B 2 ) zadatih jaˇcina struja, i raˇcunate se vrednosti sile F za odredjene priraˇstaje mase. Grafiˇcki je prikazana zavisnosti sile F od kvadrata magnetne indukcije B 2 (F = f (B 2 )). Odredjena je magnetna susceptibilnost χ koriˇs´cenog uzorka.
3
Figure 2:
ˇ Sema elektriˇcnog kola koriˇs´cenog za merenje magnetne suscepti-
bilnosti
0.3
Rezultati i diskusija
0.3.1 Table 1:
Merenja
Merenje priraˇstaja mase pri promeni jaˇcine struje I[A] 3.2 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5
