Мостовой метод

2. Мостовой метод.

Измерительная ячейка для определения абсолютных значений магнитной восприимчивости представляла собой бескаркасный однослойный соленоид (26 × 0,8 см). Он был изготовлен следующим образом. Стеклянная трубка на несколько секунд вносилась в сосуд с расплавленным парафином так, что ее стенки равномерно покрывались тонким слоем затвердевшего парафина.

Рис. 2 Схема измерительной ячейки для температурных исследований магнитной восприимчивости МЖ: 1 – измерительный соленоид, 2 – термостатирующая оболочка, 3 – контейнер с магнитной жидкостью, 4 – нагреватель, 5 – пенопластовая прокладка, 6 – термопара.

Затем на трубку наносилась обмотка проводом 0,2 мм виток к витку до заполнения. На внешнюю сторону обмотки наносили несколько слоев эпоксидного клея. После его высыхания в трубку наливалась жидкость, нагретая до температуры, превышающей температуру плавления парафина. При этом слой парафина, покрывающий стенки трубки, плавился, и обмотка свободно снималась с трубки. Величина отношения длины измерительного соленоида к его диаметру 1:32,5 была выбрана с целью повышения однородности измерительного поля и уменьшения размагничивания образца за счет его конечной длины. Систематическая погрешность, обусловленная конструктивными особенностями данной ячейки, определяется в основном двумя факторами: степенью заполняемости поля соленоида образцом и размагничиванием, вследствие не замкнутости его формы. В первом случае необходимая поправка определяется коэффициентом A₁, оценка которого в виде , (d_ср – средний диаметр соленоида, d₁ – диаметр провода, которым выполнена обмотка) имеет величину 1,025. Во втором случае для расчета поправки была использована известная формула: , где χ_T и χ – магнитная восприимчивость тела и вещества соответственно. Отличие χ_T и χ для МЖ с магнитной восприимчивостью χ порядка 10 с учетом величины размагничивающего фактора для N образцов в ячейке с данными параметрами составляет около 0,8 %.

Проведение эксперимента

А) Метод выдергивания (удаления) образца из поля:

1.                 Провести термостатирование.

2.                 Осуществить контроль температуры с помощью медь константановой термопары.

3.                 Определить изменение магнитного потока, пронизывающего витки измерительной при быстром (0,5 с ) извлечения из нее контейнера с образцом, с помощью микровеберметра 4 (Ф 199).

4.                 Произвести расчет намагниченности М по формуле:

где n - число витков измерительной катушки, - площадь поперечного сечения образца.

5.                 Рассчитать погрешность косвенных измерений намагниченности М данным методом как  где  - относительная погрешность измерения магнитного потока, определенная из паспортных данных прибора для рабочего интервала измерений,  - относительная погрешность измерения внутреннего диаметра контейнера с МЖ, измеренная микроскопом типа БМИ-1Ц.

6.                             Определить суммарную погрешность измерения.

В) Мостовой метод:

1)                Померить индуктивность и добротность пустой катушки .

2)                Залить исследуемую жидкость в катушку, так чтобы её уровень был выше конца обмотки.

3)                Измерить индуктивность и добротность заполненной катушки.

4)                По полученным данным рассчитать магнитную восприимчивость данной жидкости.

Литература

1.                Фертман Е.Е. Магнитные жидкости. – Минск: Вышейшая школа, 1988. – 184 с.

2.                Блум Э.Я., Майоров М.М., Цеберс А.О. Магнитные жидкости. – Рига: Зинатне, 1986. – 386 с.

3.                Чечерников В.И. Магнитные измерения.- М.: Изд. МГУ,

4.                Касандрова О.А., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений.- М.: Наука.- 1970.- 104 с.

5.                Вонсовский С.В. Магнетизм. - М.: Наука, 1971. - 1032 с.

6.                Диканский Ю.И., Кожевников В.М., Чеканов В.В. Магнитная восприимчивость и электропроводность магнитной жидкости при наличии структурных образований // В сб.: Физические свойства магнитных жидкостей. - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983.