Báo cáo thực hành vật lý chất rắn bài số 2 đường cong từ trễ của vật liệu sắt từ

BO CO THC HNH BI NG CONG T TR CA VT LIU ST T Nhúm - Chuyờn ngnh: Lý lun v Phng phỏp ging dy Vt lớ Lờ Vn Thun Nguyn Th Thỳy Tỡnh Trn Th Tuyt Thongphanh Xiayalee Nhúm - Chuyờn ngnh: Vt lý cht rn (lm bự): Nguyn Th Minh Thu Lp: Cao hc Vt lớ K22 Ngy thc hnh: 23/5/2013 I Túm tt ni dung Quan sỏt tỡm hiu b thớ nghim S nguyờn lý ca b thớ nghim: Thit b o, kt ni vi mỏy tớnh u o Hall R Cụng tc chuyn mch Ngun DC Khi ng mỏy tớnh, thit lp cỏc thụng s o t cụng tc chuyn mch v trớ (bờn trỏi); U , I , lừi cú t d 0,1T Kh t d lừi nh sau : +Xoay nỳm in th, theo dừi mn hỡnh nu I v B cựng tng thỡ: Vn nỳm quay cho in th v ri o cụng tc sang v trớ (bờn phi) + Xoay nỳm in th t t t trng ngc t giỏ tr - 0,05 T sau ú xoay nỳm in th v Khi ú nu t trng o c cha t giỏ tr thỡ lp li thao tỏc t t trng ngc -0.05T cho n giỏi tr t trng o ng cong t húa ban u v chu trỡnh t tr : + Nhn vo biu tng Start measurement + Tng in th bng t t lờn ti t trng bóo hũa (B khong 0,5 T v I khong 1,2 A) Sau ú gim dn in th v S dng cụng tc chuyn mch o ngc cc ca in th Li tng in th t trng ti bóo hũa theo chiu ngc(B khong - 0,5 T v I khong - 1,2 A) v sau ú gim in th t t Khi I gim ti A, mt ln na o ngc phõn cc ngc ca dũng in vi cụng tc chuyn mch v tng in th I tng theo chiu dng cho n nhn c ng B ph thuc I khộp kớn + Dng o nhn stop measurement S dng phn mm origin x lý s liu II Kt qu iu kin thc hin phộp o: iu kin thng ca phũng thớ nghim, in ỏp vo l 5V Kt qu a th s ph thuc ca cm ng t B lừi st vo cng dũng in qua cun dõy Hỡnh S ph thuc ca cng t trng vo cng dũng in b th ng t húa ban u v chu trỡnh t tr th B(H) vi H = I.n/L (trong ú n/L = 2586 n v 1/m) Hỡnh ng t húa ban u v ng cong t tr T th xỏc nh c: Cm ng t d: Br 116 mT Lc khỏng t: H C 377 13 A / m Cỏc yu t nh hng ti phộp o - T trng o c gm t trng ca lừi thộp v t trng ca cun dõy - iu chnh nỳm xoay tng in ỏp vo khụng n nh (in ỏp tng khụng u) - Nhit ca mụi trng thay i quỏ trỡnh lm thớ nghim III Tho lun kt qu - Trờn th khụng th hin rừ trng thỏi bóo hũa Gii thớch: T trng o c gm t trng ca lừi thộp v t trng ca cun dõy; thnh phn t trng ca cun dõy tng tuyn tớnh theo dũng in - Gii thớch ng t húa c bn v ng cong t tr ca vt liu st t da vo thuyt t húa t nhiờn (ụmen) (trỡnh by phn tr li cõu hi) IV Kt lun Kho sỏt quỏ trỡnh t húa v chu trỡnh t tr ca vt liu, xỏc nh c : Cm ng t d: Br 116 mT Lc khỏng t: H C 377 13 A / m v Tr li cõu hi S mch v nguyờn lý o ng cong t tr: Thit b o, kt ni vi mỏy tớnh u o Hall R Cụng tc chuyn mch Ngun DC Nguyờn lý ca phộp o t tr l o s bin i ca mụmen t hoc cm ng t theo s thay i ca t trng T trng t vo c bin i theo mt chu trỡnh (t giỏ tr n giỏ tr cc i, sau ú gim dn v i chiu n t trng ngc hng, v li o tr li giỏ tr cc i ban u) S phõn loi cỏc vt liu t, cỏc c tớnh ca vt liu St t Thuyt t húa t nhiờn vic gii thớch cỏc c tớnh ca vt liu st t Ta cú th phõn loi cỏc vt liu t cn c theo cu trỳc t ca chỳng thnh cỏc loi vt liu sau: 10-5 Nghch t (Diamagnetism) Thun t (Paramagnetism) giỏ Phn st t (Antiferromagnetim) T gi bn (Metamagnetism) tr tng dn St t ký sinh (Parasitic ferromagnetism) Ferit t (Ferrimagnetism) (10+6) St t (Ferromagnetism) Trong cỏc vt liu t trờn, cú th cú giỏ tr t 10-5 i vi vt liu t rt yu n 10+6 i vi vt liu t rt mnh cú th khụng ph thuc H (I ph thuc tuyn tớnh vo H) hoc ph thuc H (I ph thuc phi tuyn tớnh vo H) Cỏc c tớnh ca vt liu st t: - Cú à>>1 - Cỏc momen t ca vt liu st t nh hng song song tng vựng nht nh gi l cỏc domain c H = Cỏc domain ny bỡnh thng nh hng hn lon cho t tng cng J ca vt liu bng H = Khi H 0, momen t ca cỏc domain u tiờn nh hng song song vi t trng ngoi, ú t tng cng ca vt liu khỏc khụng - T trng cn thit t húa bóo hũa vt liu st t nh, c 10 Oe - ng ph thuc ca J theo H l ng phi tuyn v c gi l ng cong t húa - ng ph thuc ca theo H cng mt ng phi tuyn - T mt im trờn ng cong t húa ta gim t trng H v ri tng theo phng ngc li cho n bng giỏ tr ban u (v giỏ tr tuyt i) ri li gim v 0, ri li tng n im xut phỏt ta s nhn c mt ng cong kớn gi l ng cong t tr - S ph thuc ca t vo nhit ca cỏc vt liu st t cú c im l t gim v nhit Tc gi l nhit Curie, trờn nhit Tc vt liu tr thnh thun t Gii thớch cỏc c tớnh ca vt liu st t bng thuyt oment: - Thuyt t húa t nhiờn (ụmen t): thuyt t húa t nhiờn hay thuyt domain t c a bi Weiss Weiss gi thit rng iu kin thng v khụng cú t trng, vt st t tn ti cỏc t húa nh (cỏc domain t) Trong tng ny, momen t ca cỏc nguyờn t nh hng song song vi Momen t tng cng ca cỏc nguyờn t tng domain to nờn mụmen t ca domain ú Xột trờn ton vt, momen t ca cỏc domain nh hng hn n, vy cha b t húa, vt st t khụng th hin t tớnh - Gii thớch tớnh st t: Khi vt st t cha b t húa, cỏc mụmen t ca cỏc domain nh hng hn n khụng gian, vy, vt liu khụng cú t tớnh Khi thc hin t húa vt (t vt t trng), t trng s nh hng li cỏc vecto mụment t ca cỏc domain Kt qu dn n l cỏc momen t ca cỏc domain nh hng u tiờn theo phng ca t trng ngoi H, ú xột trờn ton vt st t nú cú mt men t tng cng khỏc khụng, vt liu cú tớnh st t Do quỏ trỡnh t húa (bao gm dch vỏch domain vaF quay hng momen t) l khụng thun nghch ú ta thu c chu trỡnh t tr Khi giỏ tr ca t trng ngoi tng dn n mt giỏ tr H0, ton b mụment t ca cỏc domain nh hng song song vi H Khi ú t ca vt khụng tng c na k c ta cú tng t trng ngoi Ta nú rng vt liu t trng thỏi bóo hũa t Nguyờn tc xỏc nh nhit Curie bng phng phỏp cm ng in t t vo cun s cp mt hiu in th xoay chiu U1, hin tng cm ng in t m trờn cun th cp xut hin mt hin mt hiu in th xoay chiu U2 Nu ta tng nhit ca ferit F ti nhit Tc thỡ t thm ca Ferit gim nhanh xung n giỏ tr Khi ú, t tr ca ton mch tng nhanh, t thụng qua cun n2 gim, sut in ng U2 gim nhanh xung giỏ tr U0 Nhit Tc chớnh l nhit Curie cn tỡm Gii thớch s hỡnh thnh ng t tr: Sau t húa mt vt st t n mt t trng bt k, nu ta gim dn t trng v quay li theo chiu ngc, thỡ nú khụng quay tr v ng cong t húa ban u na, m i theo ng khỏc l cú s o t trng ngoi cỏc momen t vt liu st t khụng chuyn hng t ngt m chuyn hng dn dn t trng thỏi spin ny sang trng thỏi spin khỏc Khi t trng ngoi ó gim v thi lũng vt liu st t cũn lng t d quỏ trỡnh t húa trờn V nu ta o t theo mt chu trỡnh kớn (t chiu ny sang chiu kia), thỡ ta s cú mt ng cong kớn gi l ng cong t tr hay chu trỡnh t tr Nguyờn nhõn c bn ca hin tng t tr l s tng tỏc gia cỏc mụmen t cú tỏc dng ngn cn cỏc mụmen t b quay theo t trng Phõn loi vt liu t trờn c s ng t tr: Võt liu t cng : lc khỏng t Hc ln ( trờn 100 Oe), Mr nh Vt liu t mm: lc khỏng t Hc nh ( di 100 Oe), Mr ln í ngha thc t ca vic xỏc nh nhit Curie ca vt liu st t: Có thể nói vật liệu sắt từ nghiên cứu rộng rãi khoa học , công nghiệp đời sống, từ nam châm vĩnh cửu đến lõi biến thế, lõi thép động điện, máy phát điện, rơle nồi cơm điện, hay cao ổ cứng máy tính, đầu đọc ổ cứngNgười ta nghiên cứu máy lạnh hoạt động từ trường thay máy lạnh truyền thống với ưu điểm không ô nhiễm, tiết kiệm lượng nhỏ gọn Các hiệu ứng từ điện trở chất săt từ khai thác để đời linh kiện điện tử hệ gọi spintronic, tức linh kiện hoạt động cách điều khiển spin điện tử Việc xác định nhiệt đô Tc chất săt từ quan trọng T < Tc vật liệu sắt từ T > Tc vật liệu trở thành thuận từ Nghiên cứu giúp ta sử dụng vật liệu có hiệu mục đích khác Ví dụ máy biến thế, động điện ta cần giảm tổn hao sắt từ phải sử dụng vật liệu ... Tc chất săt từ quan trọng T < Tc vật liệu sắt từ T > Tc vật liệu trở thành thuận từ Nghiên cứu giúp ta sử dụng vật liệu có hiệu mục đích khác Ví dụ máy biến thế, động điện ta cần giảm tổn hao sắt. .. ngha thc t ca vic xỏc nh nhit Curie ca vt liu st t: Có thể nói vật liệu sắt từ nghiên cứu rộng rãi khoa học , công nghiệp đời sống, từ nam châm vĩnh cửu đến lõi biến thế, lõi thép động điện, máy... cứngNgười ta nghiên cứu máy lạnh hoạt động từ trường thay máy lạnh truyền thống với ưu điểm không ô nhiễm, tiết kiệm lượng nhỏ gọn Các hiệu ứng từ điện trở chất săt từ khai thác để đời linh kiện điện