居里温度点测定

居里温度点测定

专业班号：材料01 姓名：薛飞学号：2010021023

【实验原理】

一．交流电桥的原理

在实际的电信号中，大量存在着不同频率的交流信号(或脉冲信号).因此,实际的元器件均表现为电抗特性,而非纯电阻.惠斯登电桥的四个臂如改为电抗元件(电阻、电感、电容或它们的组合)，就是交流电桥。它有着比惠斯登电桥更广泛的用途，可用于测量元件的交流电阻、电感、电容、磁性材料磁导率、电容的介质损耗等。还可利用交流电桥的平衡条件与频率的相关性来衡量测量频率，它是测量仪器中常用的基本电路之一（如电感测试仪、Q表等）。

1、交流电桥及平衡条件

交流电桥的原理如图所示，电桥的四个臂、、、，是具有任意特性的交流阻抗，即复阻抗（可以是电阻、电容、电感或者它们的任意组合）。在A和B上加入交流电压，C和D之间接平衡指示器（耳机或晶体管毫伏表等仪器）。

当电桥达到平衡时，C与D之间电压为零，则有

两式相除得：

实际的复阻抗都包含实部和虚部，可用形式表示，因此上式可表示成：

和分别为复阻抗的模和幅角，上式的成立条件是：

上式是交流电桥平衡的充要条件。

2、元器件的等效电路

电桥四个臂所用的元件，在交流电压作用下，往往元件自身就存在能量损耗——相当于电阻，而元件上的电压和电流的相位差不为K/2。纯电阻在交流电压作用下，往往存在电感特性（线绕电阻尤为明显）和分布电容；电感元件也存在一定的导线电阻和分布电容，所

以可把电感等效为一个理想电感L和一个纯电阻的串联，如图：

电容器中一般含有介电常数为的介质（如云母、涤纶。陶瓷等）。因而，电路中有一小部分电能在介质中损耗而变成热能，可以用表示这种损耗。因此，通过电容器的交流电压和电流的相位差就不再是/2，可用图的并联电路或图的串联电路来表示电容器的等效电路。

由图（1）：

由图（2）有：

两式中的是所加交流电压的角频率。

3、电容的测量

利用已知电容器来测电感，可用图麦克斯韦—维恩电桥或海氏电桥；图、、、

为电阻箱，为标准电容，为电路的损耗电阻。

由此可得：

由实部和虚部分别相等，则有：

从上述两式可知，欲使式满足，在选定和后，可调节，通过调节或来满

足式而不影响式。通过单独调节或（或）来满足平衡条件，这正是这种电桥电路的优点。

4、电容器的电容量的测量

最简单的测电容放弃电容的电桥电路如图。

由此可得：

并可得出：

电桥平衡时：

在选定的值后，可分别调节和，使之平衡。

二、居里温度原理

居里温度点的测定磁性材料是与工农业生产、科研和国际有着密切关系的功能材料，在电子、通讯、医疗、机电、航天等领域都有着广泛的用途。相对磁导率和居里温度点是标志磁性材料性质和特征的重要物理量。顺磁、铁磁和反磁性物质，其磁导率是不同的，对于铁磁性物质，它的磁导率一般都比较大。

铁磁物质存在磁畴，在外磁场作用下，磁畴极化而使磁铁强烈地极化，表现出高导磁性。当磁体受到强烈震动或高温下得分子热运动，都会使磁畴瓦解而表现出一般的顺磁性。因此，对于任何铁磁物质，都有一个临界温度，高于这个温度，磁畴瓦解，铁磁性小时变为顺磁性（导磁率变得很小）。这个临界温度称居里点.

本实验用交流电桥法来测居里温度点。

【实验内容】

1.在实验前选择好R

2,R

3

,注意在实验中不能改变。然后点击温度计,选择不同的温度(可以

通过升温,降温然后保温来实现)。温度可以从10℃到 100℃,每五度测一个,80℃后可以每三度测一个。

2.点击毫伏表,鼠标点击开关就可以打开进行测量。桌面上的按钮可以使毫伏表在“短路调零”/“测量”之间转换。当显示“毫伏表调零”时为短路调零状态,反之为测量。

3.毫伏表在测量前要调零,每次换档也要调零。换档时,用鼠标左右键点击换档开关。

4.然后用鼠标左右键调节电阻箱和电容使毫伏表指示尽可能为零。

5.测好以后计算好各个温度下的电感L后填入记录本。

【实验仪器】

电容电阻箱固定电阻电源毫伏表油浴箱

【实验数据】

数据记录

L-T图像

【实验结论】：由图知，其居里点温度为75度。

【误差分析】

1.计算时产生误差；

2.在做切线时，可能产生一定偏差。