DETERMINAREA TEMPERATURII "PUNCTULUI" CURIE LA FERITE

DETERMINAREA TEMPERATURII "PUNCTULUI" CURIE LA FERITE

1.Scopul lucrarii

Scopul acestei lucrari consta in evidentierea tranzitiei de faza ferimagnetic-paramagnetic la ferite, respectiv din masurarea temperaturii de tranzitie. Temperatura de tranzitie T_c (temperatura Curie) este evidentiata pe cale electrica, prin masurarea parametrilor magnetici in functie de temperatura.

2. Teoria lucrarii

Starea de magnetizare a substantei, este definita in vid prin intermediul a doua marimi vectoriale:

• intensitatea campului magnetic
• inductia campului magnetic

Proprietatile magnetice macroscopice ale substantei, se explica la scara microscopica prin proprietatile unitatilor constituente (atomi, molecule, etc). Fiecare unitate poseda un moment magnetic microscopic determinat de momentele magnetice intrinseci (de spin) ale particulelor componente (electroni, protoni, neutroni) si de momentele magnetice generate prin miscarea acestora in interiorul unitatii microscopice. Efectul campului magnetic exterior asupra substantei, poate fi descris prin introducerea notiunii de magnetizare . Prin definitie magnetizarea reprezinta momentul magnetic al unitatii de volum: . S-a stabilit ca marimile si sunt legate intre ele prin relatia: , unde m este permeabilitatea magnetica absoluta a vidului.

In cazul campurilor magnetice de mica intensitate si a mediilor fara magnetizare permanenta, omogene, izotrope si liniare, magnetizarea este proporionala cu intensitatea campului magnetic:

unde este o marime de material adimensionala, denumita susceptibilitatea magnetica a mediului.

Marimea se numeste permeabilitate relativa a mediului fata de vid.

Materialele pot fi clasificate dupa valorile susceptivitatii magnetice dupa cum urmeaza:

a) Materiale diamagnetice, unde susceptivitatea magnetica este negativa.La introducerea in camp magnetic, acestea capata o magnetizare antiparalela cu campul exterior.

b) Materiale paramagnetice care au susceptivitatea magnetica mica si pozitiva, iar m_r este supraunitar dar foarte apropiat de unitate. Paramagnetismul apare la substantele ai caror atomi au momente magnetice nenule, orientate haotic din cauza agitatiei termice

c) Materialele feromagnetice, sunt caracterizate printr-o susceptivitate magnetica pozitiva mare, dependenta de intensitatea campului magnetic si istoricul acestuia (ciclul histerezis). Feromagnetismul se explica prin interactiunile de natura cuantica (forte de schimb) dintre momentele magnetice ale atomilor invecinati, interactiuni care conduc la alinierea paralela a momentelor. Conditia de minim energetic specifica starii stabile, limiteaza dimensiunile maxime ale domeniului, astfel incat in final, corpul feromagnetic apare divizat in domenii ale caror momente magnetice globale, sunt orientate dezordonat. Domeniile pot fi orientate in prezenta unui camp magnetic extern. Actiunea de orientare este contracarata de agitatia termica, astfel incat peste o anumita temperatura caracteristica fiecarei substante, domeniile dispar iar corpul se transforma din feromagnetic in paramagnetic. Aceasta temperatura se noteaza cu T_c si se numeste temperatura Curie (sau punct Curie; de exemplu, pentru fier avem T_c = 770 C, pentru nichel T_c = 358 C).

Fig. 1 Fig. 2

d) Materialele ferimagnetice, se aseamana cu cele feromagnetice. Ele reprezinta un amestec sinterizat de oxizi cu formula generala MeO Fe₂O₃, unde Me este un metal bivalent. Se considera ca ionii metalului amintit si cei ai fierului sunt distribuiti in doua subretele in cristalul macroscopic. In cadrul fiecarui domeniu de magnetizare, cele doua subretele au momentele magnetice orientate antiparalel. Momentele magnetice rezultante ale celor doua subretele sunt orientate antiparalel, astfel incat rezultanta lor este nenula. Ca si la substantele feromagnetice, peste o anumita temperatura caracteristica denumita tot temperatura Curie, corpul se transforma din ferimagnetic in paramagnetic.

Tabel de valori obtinute experimental