ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4-4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧКИ КЮРИ ФЕРРОМАГНЕТИКА
Цель работы: экспериментальное исследование влияния температуры на свойства ферромагнетиков
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
С увеличением температуры магнитные свойства ферромагнетиков изменяются. Магнитная проницаемость 
и намагниченность насыщения Js 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 Js 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.
Сущность метода заключается в следующем. При пропускании тока через соленоид 3 во вторичной обмотке 4 возникает ЭДС индукции, определяемая согласно основному закону электромагнитной индукции
, (1)
где Ф – магнитный поток, пронизывающий площадь витков вторичной обмотки и равный
. (2)
Здесь N2 – число витков вторичной обмотки, В – магнитная индукция поля, создаваемая соленоидом 3, S – площадь сечения витка вторичной обмотки.
Рис.1. Схема установки
Магнитную индукцию в образце можно представить так:
, (3)
где В0 – 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 индукции, равная
, (6)
величину которой можно экспериментально оценить, если вынуть образец из печи и включить соленоид. ЭДС индукции, обусловленная влиянием ферромагнетика, определяется выражением
, (7)
где 
; J – намагниченность образца.
Величина В' прямо пропорциональна намагниченности J образца. При повышении температуры намагниченность насыщения ферромагнетика уменьшается. При температуре Кюри ферромагнетик превращается в парамагнетик, В' которого весьма мала. Поэтому с ростом температуры dB'/dt уменьшается, а затем при некоторой температуре 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 10 
С записывайте показания милливольтметра (мВ1) во вторичной обмотке. Данные занесите в таблицу 1.
Таблица 1
| t,° C | ||||||||||
| U2, мB |
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
1. На основании полученных данных температуры в печи и напряжения во вторичной обмотке, постройте график зависимости U2= f(t).
| U2, мВ |
| t, оС |
| tk |
Рис.2. График зависимости U2= f(t)
2. По полученной кривой определите точку Кюри (как показано на рисунке 2).
Содержание отчета
Отчет должен содержать следующее:
1. Принципиальную схему лабораторной установки с пояснениями и характеристиками приборов.
2. Таблицу с экспериментальными данными.
3. График зависимости U2= f(t)
4. Выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как классифицируются магнетики? Укажите их названия.
2. Каким образом происходит процесс намагничивания ферромагнетика?
3. Чем объясняется большая магнитная проницаемость ферромагнетиков?
4. Что называется точкой Кюри?
5. Объясните, почему методом, применяемым в данной работе, можно определить точку Кюри?
6. Чем объясняется резкое уменьшение ЭДС индукции во вторичной обмотке с приближением к точке Кюри?
ЛИТЕРАТУРА
1. Трофимова, Таисия Ивановна.Курс физики [Текст]: учебное пособие для инженерно-технических специальностей вузов / Т. И. Трофимова. - 18-е изд., стер. - М.: Академия, 2010. - 558 с.
2. Яворский, Борис Михайлович.Справочник по физике для инженеров и студентов вузов [Текст]: справочное изд. / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, А. К. Лебедев. - 8-е изд., перераб. и испр. - М.: ОНИКС: Мир и Образование, 2006. - 1056 с.