Il magnetismo - Liceo Da Procida
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PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Ciclo di Isteresi magnetica di barre di materiale ferromagnetico Laboratorio di Magnetismo – 2a parte Docente del corso Massimiliano Polichetti (Università di Salerno) Docente referente Emilio Polverino (Liceo Scientifico “G. Da Procida”) Relatrice: Giovanna Elefante - Classe 5aG PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Dalla teoria alla pratica PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo In laboratorio col Prof. Polichetti PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Siamo davvero in tanti ….. PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo In laboratorio abbiamo avuto l’opportunità di eseguire un esperimento relativo alla misura del campo magnetico indotto, in funzione del campo applicato, in un campione ferromagnetico. PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Le due fasi dell’esperimento L’esperimento si è svolto in due fasi: a) Nella prima fase abbiamo calibrato un solenoide in rame e determinato la relazione tra corrente e campo magnetico B0 generato dal solenoide. b) Nella seconda fase abbiamo inserito nel solenoide un campione ferromagnetico e determinato il suo ciclo di isteresi magnetica, misurando l’induzione magnetica in funzione della corrente. PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Per svolgere tale esperienza abbiamo usato: • Un solenoide • Un alimentatore CA/CC (alternata-continua) • Una sonda di campo assiale • Una sonda di campo perpendicolare • Un gaussimetro con “zero-field chamber” • Un oggetto campione ferromagnetico PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Schema elettrico Amperometro Alimentatore Sonda Cilindretto ferromagnetico Gaussimetro Solenoide PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo La sonda Per misurare il campo magnetico B interno al solenoide, abbiamo usato una sonda. Abbiamo posto la punta della sonda quasi perfettamente al centro del solenoide, in modo tale che il campo magnetico non risentisse dell’effetto dei bordi. PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Zero-field chamber Per eliminare eventuali campi residui nella sonda, dovuti all’ “effetto memoria”, abbiamo utilizzato lo “zero-field chamber”. PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Il Gaussimetro Per una lettura accurata dei valori del campo magnetico registrati dalla sonda, abbiamo collegato quest’ultima ad un Gaussimetro (misuratore di campo magnetico). PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Caratteristiche del nostro solenoide Diametro del filo: 1 mm Numero di spire (N): 600 Resistenza interna: 1.5 Ω Induttività senza nucleo: 3.5 mHenry Dimensione: 200 x 400 x 65 mm3 PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Misura del campo B0=B0 (i) Nel solenoide, come indicato in figura, abbiamo inviato corrente tramite l’alimentatore. Inserita la sonda assiale al suo interno, con il Gaussimetro abbiamo misurato il campo magnetico B0 al variare della corrente elettrica fatta scorrere nel solenoide, con valori da 0,00A a 3,00A. Poi abbiamo calcolato H. L’andamento è lineare PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Andamento di B0 al variare di i Calcolo di H Noto B0=m0NI/l si ricava H=B0/m0 PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Vogliamo ricordare che durante la prova abbiamo interscambiato il polo positivo e quello negativo per poter avere un campo magnetico interno di segno opposto a quello iniziale. PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Misura del campo indotto Nella seconda parte dell’esperimento abbiamo inserito il campione di materiale ferromagnetico all’interno del solenoide (vedi figura) e con la sonda perpendicolare, che sfrutta l’effetto Hall, abbiamo misurato il campo indotto e ricavata la curva di isteresi. La massima corrente inviata è stata di 3,00 A PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo CURVA DI ISTERESI MAGNETICA OTTENUTA SU UN PRIMO CAMPIONE I (A) PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo CURVA DI ISTERESI MAGNETICA OTTENUTA SU UN SECONDO CAMPIONE 500,00 400,00 B (10-4 T) 300,00 200,00 100,00 Serie1 0,00 -4,00 -3,00 -2,00 -1,00 -100,00 -200,00 -300,00 -400,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 I(A) PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo Tentativi con TI-Nspire Insieme al prof. Polichetti abbiamo tentato di ripetere l’esperienza nel laboratorio del nostro Liceo, utilizzando i sensori di campo magnetico e il software TI-Nspire, per avere una migliore acquisizione di dati. Purtroppo l’esperienza non è riuscita, causa la scarsa sensibilità dei sensori. Sarà per un’altra volta PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo E ci fermiano qui. Vogliamo ringraziare la prof.ssa Ileana Rabuffo, responsabile del PLS di Fisica, il prof. Massimiliano Polichetti, che ci ha guidati sul magnetismo, la d.ssa Gaia Grimaldi e il dr. Antonio Leo che ci hanno introdotti nella superconduttività. Non per ultimo, il nostro prof. Emilio Polverino, che ci ha accompagnati in questa nuova esperienza, che ha aperto la nostra mente a nuove idee. PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo E… PLS – Fisica Laboratorio di Magnetismo “Grazie per l’attenzione”
