Thiết kế bài thí nghiêmh đo chu trình từ trễ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Giảng viên hướng dẫn: Th.S TRƢƠNG ĐÌNH TÒA Sinh viên thực : TRẦN VĂN QUỐC Niên khóa: 2009-2013 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Giảng viên hướng dẫn: Thầy TRƯƠNG ĐÌNH TÒA Sinh viên thực : TRẦN VĂN QUỐC Ngành: : Sư Phạm Vật Lý Mã số : 102071 Niên khóa: 2009-2013 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 Trang MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Chương Cơ sở lí thuyết 1.1 Nguồn gốc từ nguyên tử 1.2 Nguyên tử từ trường – hiệu ứng nghịch từ 11 1.3 Chất sắt từ chu trình từ trễ 13 a Vecto từ độ J 13 b Chất sắt từ 14 c Chu trình từ trễ 15 1.4 Lý thuyết Wieen – domain từ - giải thích tính sắt từ 18 1.5 Phương pháp tính sai số 24 Chương Thí nghiệm đo chu trình từ trễ 30 2.1 Mục đích thí nghiệm 30 2.2 Cơ sở lí thuyết 30 2.3 Dụng cụ, cách bố trí thí nghiệm nguyên lí hoạt động 32 2.4 Kết giải thích kết thí nghiệm 37 a Kết thí nghiệm 37 b Phân tích kết thí nghiệm 43 Trang c Xử lí số liệu nhận xét 45 d Các kết chưa xác, nguyên nhân, giải thích cách khắc phục 48 Chương Thiết kế thí nghiệm “Đo chu trình từ trễ” 52 3.1 Mục đích thí nghiệm 52 3.2 Cơ sở lí thuyết 53 3.3 Dụng cụ thí nghiệm 54 3.4 Tiến hành thí nghiệm 57 3.5 Trình bày kết đo 64 3.6 Câu hỏi 68 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 71 Trang LỜI CẢM ƠN Để thực đề tài này, bên cạnh nỗ lực thân, em nhận quan tâm giúp đỡ hướng dẫn tận tình từ thầy cô, ủng hộ nhiệt tình từ gia đình bạn bè Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến: Ban chủ nhiệm khoa Vật Lý – Trường Đại học Sư Phạm TP HCM thầy cô khoa tận tình truyền đạt tri thức kinh nghiệm quí báu cho chúng em suốt khóa học Thầy Trương Đình Tòa, người hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ động viên em suốt thời gian thực hoàn thành luận văn Thầy Nguyễn Hoàng Long, cô Nguyễn Thanh Loan cô Ngô Thị Phương hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện cho chúng em thực hoàn thành luận văn Tiến sĩ Andreas Kastner, giám đốc bán hàng khu vực Đông Á công ty LD DIDACTIC GmbH Tiến Sĩ Nguyễn Minh Hoàng giám đốc công ty cổ phần thiết bị Thắng Lợi (Victory Instruments JSC) quan tâm giúp đỡ em hoàn thành luận văn Sau em xin cảm ơn kính chúc sức khỏe Hội đồng xét duyệt luận văn Khoa Vật lý – Trường Đại học Sư phạm TP.HCM Trang Do thời gian tương đối ngắn, kiến thức thân chưa sâu nên dù cố gắng luận văn tránh khỏi hạn chế thiếu sót Em mong được đóng góp ý kiến, phê bình xây dựng từ phía thầy cô, bạn bè Em xin chân thành cảm ơn! Trang Mở đầu Vật lý hay ngành khoa học khác phải dựa kiện thực tiễn để xác nhận lý thuyết lịch sử chứng minh phương pháp thực nghiệm thực có vai trò vô quan trọng, Galilee tìm từ kỉ 17 Cho đến nay, phương pháp thực nghiệm giữ vững vai trò nó, cân đong đếm sai hay mức độ phù hợp lý thuyết Các kết thực nghiệm vạch đường cho nhà khoa học tìm đến với chân lí khoa học thực Hay nói tóm lại thực nghiệm khoa học nói chung hay vật lý nói riêng quan trọng Cùng với phát triển không ngừng khoa học, thiết bị thí nghiệm, mô hình thí nghiệm, phương pháp thí nghiệm đời ngày tinh vi hơn, xác dễ sử dụng hơn, để đáp ứng yêu cầu nghiên cứu, học hỏi, kiểm nghiệm thực tế ngày nhiều nhà khoa học, có học sinh, sinh viên Tuy nhiên nước ta, điều kiện nhiều hạn chế nên tiếp cận với phần nhỏ thí nghiệm thực nghiệm giới, chưa đáp ứng nhu cầu nhà khoa học học sinh sinh viên nước Mặt khác, số thí nghiệm tiếp cận chưa đưa vào sử dụng chưa nghiên cứu kỹ Từ thực tiễn đó, tác giả nhận thấy việc nghiên cứu để vận dụng tốt thí nghiệm mà tiếp cận vấn đề đáng phải quan tâm, trọng Do mục đích luận văn nghiên cứu tìm hiểu nguyên lí hoạt động, cách sử dụng thí nghiệm mà có, nhiên chưa đưa vào sử dụng, từ tổng hợp tài liệu thiết kế thí nghiệm hoàn chỉnh để đưa vào phục vụ nghiên cứu học tập Trang Trong trình nghiên cứu, tác giả nhận thấy thí nghiệm đo chu trình từ trễ (đặc trưng chất sắt từ mà nghiên cứu cho biết tính chất đặc biệt chất sắt từ) thí nghiệm hay phù hợp với mục đích luận văn đề cập Bên cạnh phát triển không ngừng khoa học, không kể tới vai trò vô quan trọng vật liệu từ, đặt biệt chất sắt từ Ngay sống ngày, phạm vi gia đình tìm nam châm hay vật liệu từ vô số vật dụng quanh ta điện thoại, động điện, loa, ti vi, chuông điện, thẻ tính dụng, băng casette…hay đơn giản dụng cụ để đính tờ ghi lên bảng hay cửa tủ lạnh, phạm vi gia đình, lĩnh vực nam châm hay vật liệu từ đóng vai trò vô quan trọng Vật liệu từ trở thành quen thuộc người nhiên có biết nguồn gốc từ tính vật liệu đâu nhiều sinh viên Tại vật liệu từ sắt từ lại có từ tính mạnh nhiều so với vật liệu từ khác? Nghiên cứu tính chất chất sắt từ nào? Đó câu hỏi mà tác giả đặt trình nghiên cứu Vì lí giới hạn thời gian làm luận văn tác giả xin trình bày phần cụ thể sau:  Lý thuyết chất sắt từ chu trình từ trễ  Lý thuyết để giải thích tính chất chất sắt từ  Phương pháp tính sai số thực nghiệm  Tìm hiểu sở lý thuyết, dụng cụ nguyên lí hoạt động thí nghiệm đo chu trình từ trễ  Xử lí giải thích kết đo đạt với thí nghiệm  Xây dựng thí nghiệm hoàn chỉnh “Đo chu trình từ trễ” Trang Phƣơng pháp: Tìm kiếm tài liệu, đọc, đánh giá nội dung, phân tích, tổng hợp, trình bày lại theo bố cục hợp lý, thực nghiệm Bố cục luận văn: dựa vào mục tiêu nội dung trên, trừ phần mở đầu phần kết luận, luận văn chia thành ba chương, cụ thể sau:  Chương 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT Chương trình bày lại nguồn gốc từ nguyên tử, tương tác từ nguyên tử với từ trường hiệu ứng nghịch từ Kế tiếp trình bày chất sắt từ chu trình từ trễ, lí thuyết để giải thích tính chất chất sắt từ phương pháp để tính sai số thực nghiệm  Chương 2: THÍ NGHIỆM ĐO CHU TRÌNH TỪ TRỄ Trình bày sở lí thuyết, phương pháp, dụng cụ kết thí nghiệm, giải thích kết thí nghiệm  Chương 3: THIẾT KẾ BÀI THÍ NGHIỆM ĐO CHU TRÌNH TỪ TRỄ Chương trình bày lại kĩ lưỡng từ sở lí thuyết thí nghiệm đến bước tiến hành thí nghiệm, phương pháp tính sai số trình bày kết thí nghiệm Trang CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT Trong chương tác giả trình bày lại nguồn gốc từ nguyên tử vật liệu từ nhằm tạo tiền đề cho việc giải thích tượng từ trễ - đối tượng nghiên cứu luận văn Trong phần mô tả chế tạo thành từ nguyên tử tương tác từ nguyên tử với từ trường ngoài, giới thiệu chất sắt từ, lí thuyết Wiess tượng sắt từ giải thích tượng từ trễ Cuối để thuận lợi cho việc tính toán, xử lí số liệu chương kế tiếp, luận văn trình bày phương pháp tính sai số thực nghiệm Nội dung chương tham khảo chủ yếu tài liệu [1][2][3][4][5] 1.1 Nguồn gốc từ nguyên tử Thực nghiệm chứng tỏ, vật đặt từ trường bị từ hoá [1] tức trở nên có từ tính Nhưng từ tính vật liệu mạnh hay yếu tính chất khác vật liệu khác tuỳ thuộc vào chất vật liệu nhiệt độ vật liệu [1][2] Chúng ta biết nguyên tử cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương electron mang điện tích âm Theo lí thuyết cổ điển electron quay xung quanh hạt nhân quĩ đạo tròn có bán kính xác định, tương Hình 1.1: Nguyên tử cô lập có electron quay quanh hạt nhân đương với dòng điện kín, mà dòng điện sinh từ trường, Trang 63 Hình 3.10: Hộp thoại điều chỉnh Offset  Đọc ghi nhận kết thí nghiệm Sau hoàn thành trình đo đạt, điều chỉnh hiệu điện máy phát dao động trở Nhấn phím F3 để mở lại kết đo lưu, nhấn phím F5 chọn thẻ Display Cho hiển thị đại lượng cần lấy số liệu  dùng chuột nhấp vào vị trí đồ thị để xác định giá trị điểm đặc biệt đồ thị  điền vào bảng giá trị Để xác định diện tích đường cong, nhấp chuột phải chọn Calculate Intergral  Peak Area sau di chuyển chuột từ điểm đầu điểm cuối đường cong từ trễ (Khi hoàn tất thao tác này, phần chu trình tính diện tích bôi đen) Nhấn F6 để thị kết nhấn chuột phải chọn Set Marker  Text Trang 64 Hoàn toàn tương tự để xác định giá trị đồ thị đưa kết hình ta nhấp phải chuột chọn Set Marker  Vertical Line (xác định hoành độ) hoặn chọn Horizontal Line (xác định tung độ) đặt đường thẳng vị trí cần xác định giá trị đồ  chọn Set Marker  Text để đưa kết hình Để xóa thao tác thực hiện, nhấp chuột phải chọn Delete Last Evaluation để xóa thao tác cuối Delete All Evaluation để xóa tất thao tác 3.5 Trình bày kết đo  Trình bày kết đo: In dán hình CHU TRÌNH TỪ TRỄ B(H) Trang 65 BẢNG 4: KẾT QUẢ ĐO CHU TRÌNH TỪ TRỄ Cường độ Diện tích lần đo đường Cảm ứng trường từ dư (T) khử từ (A/m) cong S Cảm ứng từ dư trung bình (J/m3) Bd1 Bd2 Hc1 Hc2 Cường độ trường khử từ sai số tuyệt đối lần đo trung bình Bd Hc ∆ Bd ∆ Hc ∆S Bd  Hc  Bd  Hc  S  10 TB S Bd  Bd 2 H  Hc2 Hc  c1 Bd  Với Trong A giá trị cần tính sai số mà ta đo được, B giá trị giới hạn thang đo ta chọn Trang 66 BẢNG 5: KẾT QUẢ ĐO CƢỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TƢƠNG ỨNG VỚI CÁC ĐIỂM B d1 Bd2 Hc1 Hc2 Giá trị đo đƣợc cƣờng độ dòng điện (x10-3 A) -3 hiệu điện (x10 V) lần đo ∆I(x10-3A), ∆U(x10-3V) IHc1 UHc1 IHc2 UHc2 UBd1 UBd2 ∆ Ihc1 ∆ Ihc2 ∆ UHc1 ∆ UHc2 ∆ UBd1 ∆ UBd2 10 Trung bình ∆ IHcdc ∆ IBddc ∆ UHcdc ∆ UBddc Với Sai số dụng cụ tƣơng ứng I dc  2% A  0.5% B U dc  1% A  0.5% B Trang 67 BẢNG 6: ĐO CHIỀU DÀI CUỘN DÂY VÀ KÍCH THƢỚC LÕI SĂT Lần đo Chiều dài ống dây L (cm) Kích thước lõi sắt d (cm) Sai số L Sai số d TB L d Sai số  Sai số diện tích đường cong  B H  S    S  H   B  Sai số cường độ trường khử từ  I L  H    H  L   I  Sai số cảm ứng từ dư  U 2d   B    B  U d    Diện tích chu trình từ trễ: S  S  S  J/m3,  S  S L  d  L  d  Trang 68  Cảm ứng từ dư: Bd  Bd  Bd  T ,  Bd  Bd Am,  H c  Hc  Cường độ trường khử từ: Hc  Hc  Hc  3.6 Câu hỏi Hãy cho biết nguồn gốc từ vật liệu (không chứng minh) ? Tại từ tính chất sắt từ lại mạnh nhiều so với vật liệu từ khác thuận từ nghịch từ? Nguyên nhân tượng từ trễ đâu? Tại nói, diện tích chu trình từ trễ lượng hao tổn đơn vị thể tích, cần thiết để thực chu trình? Trang 69 Kết luận Bài luận văn hoàn thành mục tiêu ban đầu đề ra, cụ thể:  Tìm hiểu sở lý thuyết tảng thí ngiệm bao gồm: lý thuyết chất sắt từ, giải thích tính chất sắt từ, lý thuyết phương pháp sử dụng để khảo sát tính chất chất sắt từ sử dụng thí nghiệm này, lý thuyết sai số thí nghiệm  Tìm hiểu nguyên lí hoạt động cách sử dụng thí nghiệm, ghi nhận số liệu, cách khử từ tránh sai sót làm thí nghiệm  Tìm hiểu cách xử lí số liệu tính sai số cho thí nghiệm  Thiết lập lại thí nghiệm “Đo chu trình từ trễ” hoàn chỉnh Tuy nhiên thời gian hạn chế, nhiều vấn đề chưa làm được, hướng phát triển đề tài là: Tìm hiểu sâu chi tiết chương trình Cassy cảm biến Cassy, cách thiết lập thời gian đo đạt cách sử dụng dụng cụ Cassy vào thí nghiệm khác Trang 70 Tài liệu tham khảo TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Hữu Mình, “Vật l đại cƣơng-tập 2”, NXB Giáo dục [2] Đỗ Trần Cát, Đặng Quang Khang, Nguyễn Văn Trị, Phùng Văn Trình, Nguyễn Công Vân (1999), “Vật l đại cƣơng- tập ba phần 2”, NXB Giáo dục [3] Nguyễn Phú Thuỳ (2004), “Vật lí tƣợng từ”, NXB đại học quốc gia Hà Nội [4] David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (2009), “CƠ SỞ VẬT LÍ-tập năm : Điện Học II", NXB Giáo Dục [5] “Thực Hành VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG CƠ NHIỆT”, Tài liệu lưu hành nội Trường Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí Minh [6] PGS TS Vũ Ngọc Ban (2007) , “Giáo trình thực tập hóa lý- phụ lục sai số phép đo, phƣơng pháp lập bảng dựng đồ thị thực tập hóa lý”, NXB đại học quốc gia Hà Nội TIẾNG ANH [7] Raluca Morjan, Sergey Prasalovich (7/4/2003), “EM4: Magnetic Hysteresis{ Lab manual {(version 1.001a)” ,CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY GÄ OTEBORG UNIVERSITY [8] Dr Michael Hund et al (21/09/2007), “CASSY® Lab Manual (524 202)”, LD Didactic GmbH Trang 71 [9] A Hubert and R Schäfer (1998), “Magnetic Domains - The Analysis of Magnetic Microstructure” [10] Chris Payette, Neil Edelman, Margaux Brisco and Emily Hache (3/3/2003), “Hysteresis” Trang 72 PHỤ LỤC  Phụ lục 1: Bảng kết đo cƣờng độ dòng điện hiệu điện BẢNG: KẾT QUẢ ĐO CƢỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ Giá trị đo đƣợc cƣờng độ dòng điện I (A) hiệu điện U (V) tƣơng ứng với điểm Bd1 Bd2 Hc1 Hc2 lần IHc1 UHc1 IHc2 UHc2 UBd1 UBd2 0.087 0.398 0.093 0.425 0.307 0.316 0.095 0.405 0.086 0.413 0.293 0.307 0.088 0.388 0.090 0.381 0.286 0.279 0.091 0.423 0.086 0.439 0.279 0.317 0.090 0.396 0.090 0.392 0.280 0.275 0.078 0.372 0.099 0.408 0.279 0.291 0.088 0.408 0.091 0.409 0.294 0.299 0.092 0.413 0.088 0.412 0.299 0.289 0.089 0.407 0.085 0.411 0.300 0.299 10 0.093 0.413 0.086 0.414 0.287 0.301 11 0.092 0.421 0.091 0.441 0.310 0.313 12 0.090 0.398 0.086 0.403 0.287 0.290 13 0.086 0.411 0.090 0.420 0.300 0.291 14 0.088 0.407 0.093 0.429 0.290 0.292 15 0.087 0.405 0.090 0.407 0.292 0.290 16 0.093 0.417 0.093 0.420 0.296 0.292 17 0.090 0.415 0.088 0.430 0.294 0.296 18 0.090 0.408 0.090 0.429 0.296 0.297 19 0.090 0.416 0.090 0.422 0.300 0.289 đo Trang 73 20 0.090 0.417 0.091 0.420 0.292 0.291 21 0.084 0.408 0.093 0.430 0.301 0.301 22 0.086 0.435 0.095 0.451 0.302 0.301 23 0.090 0.434 0.092 0.443 0.303 0.303 24 0.089 0.413 0.086 0.415 0.280 0.283 25 0.088 0.405 0.097 0.423 0.282 0.281 26 0.089 0.414 0.092 0.411 0.298 0.292 27 0.084 0.408 0.095 0.428 0.299 0.297 28 0.085 0.412 0.091 0.437 0.283 0.288 29 0.092 0.415 0.093 0.421 0.296 0.302 30 0.087 0.408 0.095 0.429 0.302 0.294 31 0.090 0.415 0.095 0.433 0.306 0.298 32 0.090 0.417 0.095 0.424 0.301 0.297 33 0.092 0.412 0.090 0.431 0.300 0.297 34 0.091 0.410 0.090 0.419 0.279 0.288 35 0.091 0.412 0.088 0.417 0.289 0.294 36 0.093 0.439 0.088 0.419 0.287 0.312 37 0.093 0.440 0.086 0.432 0.288 0.302 38 0.096 0.422 0.085 0.442 0.299 0.292 39 0.091 0.431 0.092 0.442 0.295 0.292 40 0.091 0.421 0.092 0.424 0.278 0.292 41 0.091 0.426 0.089 0.445 0.290 0.302 42 0.088 0.403 0.089 0.408 0.283 0.289 43 0.087 0.406 0.093 0.425 0.274 0.279 44 0.093 0.411 0.090 0.426 0.284 0.285 45 0.088 0.423 0.092 0.433 0.295 0.300 46 0.088 0.422 0.093 0.429 0.289 0.294 47 0.089 0.436 0.091 0.447 0.306 0.315 48 0.091 0.436 0.092 0.433 0.305 0.304 49 0.093 0.444 0.092 0.447 0.310 0.317 Trang 74 50 0.092 0.434 0.093 0.445 0.304 0.306 51 0.095 0.451 0.095 0.454 0.292 0.300 52 0.091 0.443 0.090 0.454 0.305 0.309 53 0.087 0.412 0.090 0.432 0.297 0.301 54 0.090 0.447 0.090 0.448 0.288 0.313 55 0.090 0.435 0.092 0.438 0.297 0.308 56 0.094 0.449 0.094 0.443 0.299 0.307 57 0.091 0.449 0.092 0.485 0.299 0.315 58 0.094 0.453 0.090 0.459 0.300 0.313 59 0.093 0.450 0.095 0.461 0.305 0.317 TB 0.0900 0.4190 0.0910 0.4290 0.2940 0.2980 I Hc  0.0910 U Hc  0.4240 U Bd  0.2960  Phụ lục 2: Bảng sai số U I Bảng: Sai số U I điểm Bd1 Bd2 Hc1 Hc2 ∆I (x10-3A), ∆U (x10-3V) Lần đo ∆Ihc1 ∆Ihc2 DC ∆UBd2 DC ∆UBd1 DC DC 2.2 2.4 13 8.1 18 8.2 2.4 2.2 7.9 8.1 2.3 2.3 7.9 19 7.8 2.3 2.2 15 7.3 19 8.2 2.3 2.3 14 7.8 23 7.8 2.1 2.5 15 7.8 7.9 2.3 2.3 7.9 8.0 2.3 2.3 8.0 7.9 Trang 75 2.3 2.2 8.0 8.0 10 2.4 2.2 7.9 8.0 11 2.3 2.3 16 8.1 15 8.1 12 2.3 2.2 7.9 7.9 13 2.2 2.3 8.0 7.9 14 2.3 2.4 7.9 7.9 15 2.2 2.3 7.9 14.2 16 2.4 2.4 8.0 7.9 17 2.3 2.3 7.9 8.0 18 2.3 2.3 8.0 8.0 19 2.3 2.3 8.0 7.9 20 2.3 2.3 7.9 7.9 21 2.2 2.4 8.0 8.0 22 2.2 2.4 8.0 8.0 23 2.3 2.3 8.0 8.0 24 2.3 2.2 14 7.8 15 7.8 25 2.3 2.4 12 7.8 17 7.8 26 2.3 2.3 8.0 7.9 27 2.2 2.4 8.0 8.0 28 2.2 2.3 11 7.8 10 7.9 29 2.3 2.4 8.0 8.0 30 2.2 2.4 8.0 7.9 31 2.3 2.4 12 8.1 8.0 32 2.3 2.4 8.0 8.0 33 2.3 2.3 8.0 8.0 34 2.3 2.3 15 7.8 10 7.9 35 2.3 2.3 7.9 7.9 36 2.4 2.3 7.9 14 8.1 37 2.4 2.2 7.9 8.0 38 2.4 2.2 8.0 7.9 39 2.3 2.3 8.0 7.9 Trang 76 40 2.3 2.3 16 7.8 7.9 41 2.3 2.3 7.9 8.0 42 2.3 2.3 11 7.8 7.9 43 2.2 2.4 20 7.7 19 7.8 44 2.4 2.3 10 7.8 13 7.9 45 2.3 2.3 8.0 8.0 46 2.3 2.4 7.9 7.9 47 2.3 2.3 12 8.1 17 8.2 48 2.3 2.3 11 8.1 8.0 49 2.4 2.3 16 8.1 19 8.2 50 2.3 2.4 10 8.0 8.1 51 2.4 2.4 7.9 8.0 52 2.3 2.3 11 8.1 11 8.1 53 2.2 2.3 8.0 8.0 54 2.3 2.3 7.9 15 8.1 55 2.3 2.3 8.0 10 8.1 56 2.4 2.4 8.0 8.1 57 2.3 2.3 8.0 17 8.2 58 2.4 2.3 8.0 15 8.1 59 2.4 2.4 11 8.1 19 2.3 2.3 2.4 2.3 7.9 7.5 Chú ý: DC sai số dụng cụ, lại sai số lần đo 8.5 8.2 8.1 TB SAI SỐ I Hc1  4.6 I Hc  4.7 I Hc  4.7 U Bd1  15.4 U Bd  16 U Bd  16.6 Trang 77  Phụ lục 3:Sai số đại lƣợng gián tiếp B, H diện tích đƣờng cong.S, B   N Sd  ln B  ln   ln N Sd dB d dSd   B  Sd  d dSd   dB    B  S d    U Sd   U Sd   B     B  B Sd  Sd   U  U Sd  d  Sd  2d d Mà  U 2d   B    B U d   N1I  ln H  ln N1I  ln L L dH dI dL    H I L H  I L   H    H L   I Ta có: S   BdH  B H   S H   B  S   [...]... đó 2.1 Mục đích thí nghiệm Mục đích của bài thí nghiệm là ghi được đường cong từ hoá và từ trễ của vật liệu sắt từ nhờ chương trình Cassy và bộ thí nghiệm kèm theo Từ đó xác định được các đặt trưng quan trọng của vật liệu sắt từ (cường độ trường khử từ, cảm ứng từ dư và diện tích đường cong từ trễ) 2.2 Cơ sở lí thuyết Bài thí nghiệm này sẽ xác định đường cong từ hoá và chu trình từ trễ của lõi một... 2 THÍ NGHIỆM ĐO CHU TRÌNH TỪ TRỄ Bộ thí nghiệm đo chu trình từ trễ do hãng Leybold sản xuất Nguyên lí hoạt động cũng như cách sử dụng rất đơn giản Phần đầu của chương sẽ trình bày về mục đích, cơ sở lí thuyết cũng như dụng cụ và cách bố trí các thiết bị thí nghiệm, phần kế luận văn sẽ trình bày về kết quả mà tác giả thu được trong quá trình làm thí nghiệm, cũng như cách xử lí phân tích và đánh giá kết... loại vật liệu từ khác được gọi là sắt từ, tuy nguồn gốc từ của chúng cũng giống như chất thuận từ, nhưng từ tính của chúng lại rất lớn và còn có những tính chất rất đặc biệt, trong phần kế tiếp tác giả sẽ trình bày rõ hơn về điều này 1.3 Chất sắt từ và chu trình từ trễ Trong phần này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về chất sắt từ, chu trình từ trễ và lí thuyết để giải thích các tính chất của sắt từ, để thuận... Tc) thì tính từ dư của nó mất hẳn, lúc này chất sắt từ trở thành chất thuận từ Sắt từ có rất nhiều tính chất, tuy nhiên do giới hạn về thời gian nên trong phần kế tiếp đây chúng ta chỉ xét tới tính từ dư thể hiện bởi chu trình từ trễ, đối tượng nghiên cứu chính của luận văn này c Chu trình từ trễ Trang 16 Khi từ hoá vật liệu sắt từ người ta thấy rằng quá trình này không thuận nghịch do tính từ dư Bằng... vào giải thích tính chất sắt từ cụ thể là chu trình từ trễ 1.4 Lý thuyết Wieen – domain từ - giải thích tính chất của sắt từ Để giải thích các tính chất của sắt từ, Wieen đã đưa ra lý thuyết về cấu trúc miền của sắt từ được gọi là thuyết miền từ hoá tự nhiên (Domain từ) [1] Theo thuyết này, vật sắt từ được cấu tạo từ vô số các miền có kích thước nhỏ, dài khoảng 10-6m Trong mỗi miền các moment từ spin... trường khử từ Tiếp tục tăng từ trường từ -Hc đến –H1 thì sắt từ bị từ hoá ngược lai, tiếp tục như vậy khi ta giảm từ trường về 0 rồi lại đảo chiều từ trường và tăng đến giá trị H1 thì ta được đường cong A’C’A Đường cong khép kín ACA’C’A được gọi là chu trình từ trễ Bd, Hc và diện tích của chu trình từ trễ là những đặc trưng quan trọng của vật liệu sắt từ Bd cho ta biết độ từ dư mà vật liệu có thể giữ... thuận nghịch do tính từ dư Bằng cách thay đổi từ trường đặt vào vật liệu sắt từ rồi khảo sát từ trường của vật liệu đó ta vẽ được chu trình có dạng: Hình 1.4: chu trình từ trễ Đường OA được gọi là đường cong từ hoá, ứng với lần từ hoá đầu tiên (vật liệu chưa nhiễm từ) Khi tăng dần cường độ từ trường ngoài H từ 0, thì cảm ứng từ tổng hợp B trong lòng vật liệu sắt từ cũng tăng lên, tuy nhiên như chúng ta... từ ở các miền thuận lợi sẽ quay dần theo hướng của từ trường ngoài đến khi H đủ lớn thì các moment từ hoàn toàn song song và cùng chiều với từ trường ngoài (hình 1.9f) lúc này sự từ hoá đạt giá trị bão hoà, quá trình này ứng đo n 3 trên hình 1.9g Trang 23 Hình 1.9:Quá trình quay domain từ trong chất sắt từ dƣới tác dụng của từ trƣờng Khi không còn đặt trong từ trường ngoài moment từ của các miền từ. .. được, Hc cho ta biết từ trường đủ để khử hoàn toàn từ dư của vật liệu, hai thông số này quyết định hình dạng của chu trình từ trễ Ngoài ra, diện tích đường cong từ trễ B-H chính là năng lượng hao tổn trên một đơn vị thể tích, cần thiết để thực hiện một chu trình, cũng là một đặc trưng quan trọng của vật liệu sắt từ Để thấy được điều này, giả sử ta xét một khối sắt từ đặt trong từ trường thay đổi tạo... diễn sự phụ thuộc của J vào H  Độ từ thẩm phụ thuộc vào từ trường ngoài một cách phức tạp  Mọi chất sắt từ đều có tính từ dư thể hiện ở chổ từ tính của chất sắt từ không mất đi hoàn toàn dù ngắt từ trường ngoài  Khi bị từ hoá các chất sắt từ có hiện tượng từ giảo  Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tính sắt từ của vật liệu sắt từ Nếu nhiệt độ của khối sắt từ tăng thì tính từ dư của nó giảm và nếu cao hơn ... dụng cụ kết thí nghiệm, giải thích kết thí nghiệm  Chương 3: THIẾT KẾ BÀI THÍ NGHIỆM ĐO CHU TRÌNH TỪ TRỄ Chương trình bày lại kĩ lưỡng từ sở lí thuyết thí nghiệm đến bước tiến hành thí nghiệm,... tiếp trình bày chất sắt từ chu trình từ trễ, lí thuyết để giải thích tính chất chất sắt từ phương pháp để tính sai số thực nghiệm  Chương 2: THÍ NGHIỆM ĐO CHU TRÌNH TỪ TRỄ Trình bày sở lí thuyết,... tính từ dư thể chu trình từ trễ, đối tượng nghiên cứu luận văn c Chu trình từ trễ Trang 16 Khi từ hoá vật liệu sắt từ người ta thấy trình không thuận nghịch tính từ dư Bằng cách thay đổi từ trường