강자성체의 자기이력곡선

목차

1. 목적

2. 이론

3. 실험 기구

4. 실험방법

5. 실험결과 및 논의

6. 결론

본문내용

도 B는 영이 되지 않고 남아 있기 때문이다.
⑤) 외부자계 H를 반대로 증가시키면 외부장과 같은 방향으로 배열된 자구의 성장과 쌍극자회전이 일어나고 B=0이 될때의 역자계 Hc를 보자력이라 한다.
⑥ 역자계를 계속 세게 가하면 포화자기장 Hs에서 포화유도 Bs가 얻어질때까지 경로 6~7을 따라 이동한다. 다시 H를 영으로 감소시키면 자계가 증가하여 8의 경로를 따라 자기 포화점 4에 돌아온다.
이러한 과정을 자기 이력이라 한다.
3. 실험 기구
- 시편
Iron core with yoke(562 11)
coil with 250 turns (562 13) 2개
- 장치
Power-Cassy (524 011): programmable current or voltage source
Cassy Sensor (524 010)
524 011 524 010
4. 실험방법
1) 실험과정
자화곡선 측정
I1: 약 0.1 Hz, 1 V 진폭의 삼각파형 발생
I1(t), U2 (t), 측정, B(t) 계산, H vs B 그래프
탈자: 잔류자화를 제거하는 것
521 39와 연결, 진폭을 서서히 감소
또는 Iron core 막대를 yoke 끝에 수 차례
부딪힘
2) 실험장치 구성
3) 측정 프로그램 세팅
4) 계산
5. 실험결과 및 논의
- 그래프 1은 시간과 전압의 관계의 그래프로 -0.5~ 0.5V 사이의 범위에서 주기적으로 변화하는 파형을 보이고 있다.
- 그래프 2는 시간과 자속밀도 관계의 그래프로 일정한 주기를 보이며 증가와 감소를 하는 모습을 보이고 있다. 이때 자기장의 세기는 코일에 흐르는 전류와 관계가 있기 때문에 형태가 그래프1과 비슷하다.
- 그래프 3은 시간과 전압의 관계의 그래프로 -0.25~ +0.25사이에서 증가와 감소를 보이고 있다.
- 그래프 4는 시간과 자기장의 관계 그래프로 시간-전류의 그래프와 비슷하며 주기적으로 증가와 감소를 보이고 있다.
[그래프 5.] B와 H와의 관계
초 투자율(H/m)
보자력(A/m)
잔류 자속밀도(T)
포화 자속밀도(T)
0.0004
0.8021
0.0251
0.0504
- 그래프 1의 시간과 전압의 관계 그래프를 이용하여 그래프 5를 얻을 수 있었다. 그래프 5는 강자성체의 자화곡선 그래프로 자기장과 자속밀도를 나타내고 있다. 이는 이론과 실험한 결과가 비슷함으로 전형적인 히스테리시스 곡선을 보이고 있는 것을 확인할 수 있다.
- 그래프의 기울기를 구하여 초 투자율 0.0004 H/m과 보자력 0..8021 A/m, 잔류 자속밀도 0.0251 T, 포화 자속밀도 0.0504 T를 얻을 수 있었다.
[그래프 6.] M과 H와의 관계
초 자화율(H/m)
보자력(A/m)
잔류 자화(T)
포화 자화(T)
350
0.8020
21717.4309
39710.8372
- 그래프 6은 자화밀도와 자기장의 세기에 의해 나타내어지는 그래프이며, 그래프 5와 비슷한 형태를 보이고 있다. 그래프를 살펴보면 이때 H와 M 그래프에서 H가 증가함에 따라 M도 같이 증가하는 것을 볼 수 있다. 또 대칭적으로 자화가 일어난 것을 알 수 있다.
- 그래프 기울기로 부터 초 자화율 350 H/m, 보자력 0.8020 A/m, 잔류자화 21717.4309 T, 포화자화 39710.8372 T 를 얻을 수 있었다.
6. 결론
이번 실험은 강자성체의 자화과정 및 자화곡선을 이해하고 철심의 자화곡선을 측정하고 해석하여 강자성체의 특성을 알아보는 실험이었다. 실험을 통해 강자성체는 반복해서 자화시키는 경우 히스테리시스 곡선이 나타남을 확인할 수 있었다. 또 히스테리시스 곡선을 통해서 초기자화곡선, 포화자화, 잔류자화, 보자력을 확인을 할 수 있었다.

키워드

강자성체,   자기이력곡선,   물성측정