Priprema za vježbu Magnetske domene

Σχετικά έγγραφα
UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

VJEŽBE 3 BIPOLARNI TRANZISTORI. Slika 1. Postoje npn i pnp bipolarni tranziostori i njihovi simboli su dati na slici 2 i to npn lijevo i pnp desno.

konst. Električni otpor

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

nvt 1) ukoliko su poznate struje dioda. Struja diode D 1 je I 1 = I I 2 = 8mA. Sada je = 1,2mA.

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

F2_ zadaća_ L 2 (-) b 2

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

1.4 Tangenta i normala

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Kaskadna kompenzacija SAU

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

18. listopada listopada / 13

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

IZVODI ZADACI (I deo)

Osnove elektrotehnike I popravni parcijalni ispit VARIJANTA A

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) IV deo. Miloš Marjanović

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

numeričkih deskriptivnih mera.

1 Promjena baze vektora

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

Gauss, Stokes, Maxwell. Vektorski identiteti ( ),

( , 2. kolokvij)

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

Unipolarni tranzistori - MOSFET

Elementi spektralne teorije matrica

Magnetsko polje ravnog vodiča, strujne petlje i zavojnice

Impuls i količina gibanja

Elektrodinamika ( ) ELEKTRODINAMIKA Q t l R = ρ R R R R = W = U I t P = U I

STATIČKE KARAKTERISTIKE DIODA I TRANZISTORA

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Materija u magnetskom polju

, Zagreb. Prvi kolokvij iz Analognih sklopova i Elektroničkih sklopova

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

Grafičko prikazivanje atributivnih i geografskih nizova

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

7 Algebarske jednadžbe

Ovisnost ustaljenih stanja uzlaznog pretvarača 16V/0,16A o sklopnoj frekvenciji

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Teorijske osnove informatike 1

Operacije s matricama

Strukture podataka i algoritmi 1. kolokvij 16. studenog Zadatak 1

Općenito, iznos normalne deformacije u smjeru normale n dan je izrazom:

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

Elektricitet i magnetizam. 2. Magnetizam

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

PT ISPITIVANJE PENETRANTIMA

Elektronički Elementi i Sklopovi

2.7 Primjene odredenih integrala

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

MAGNETIZAM III. Magnetizam u tvarima Magnetski krug Prijelazne pojave

OSJETNICI ELEKTRIČNE STRUJE

Polarizacija. Procesi nastajanja polarizirane svjetlosti: a) refleksija b) raspršenje c) dvolom d) dikroizam

POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA PRIRUČNIK ZA SAMOSTALNO UČENJE

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Masa, Centar mase & Moment tromosti

ZADATCI S NATJECANJA

Elektronički Elementi i Sklopovi. Sadržaj predavanja: 1. Mreže sa kombiniranim DC i AC izvorima 2. Sklopovi sa Zenner diodama 3. Zennerov regulator

Tranzistori s efektom polja. Postupak. Spoj zajedničkog uvoda. Shema pokusa

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

Snage u kolima naizmjenične struje

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

Program za tablično računanje Microsoft Excel

Klizni otpornik. Ampermetar. Slika 2.1 Jednostavni strujni krug

2 Magnetska svojstva materijala

PREDNAPETI BETON Primjer nadvožnjaka preko autoceste

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

Periodičke izmjenične veličine

1. Duljinska (normalna) deformacija ε. 2. Kutna (posmina) deformacija γ. 3. Obujamska deformacija Θ

Ampèreova i Lorentzova sila zadatci za vježbu

Mehatronika - Metode i Sklopovi za Povezivanje Senzora i Aktuatora. Sadržaj predavanja: 1. Operacijsko pojačalo

Računarska grafika. Rasterizacija linije

GRAĐEVINSKI FAKULTET U BEOGRADU Modul za konstrukcije PROJEKTOVANJE I GRAĐENJE BETONSKIH KONSTRUKCIJA 1 NOVI NASTAVNI PLAN

NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA. Imenovanje aromatskih ugljikovodika

Matematičke metode u marketingumultidimenzionalno skaliranje. Lavoslav ČaklovićPMF-MO

Transcript:

Priprema za vježbu Magnetske domene Princip rada i objašnjenje mjernog uređaja Na mikroskopskom postolju nalazi se uređaj za prikaz magnetskih domena. Sastoji se od dva polarizatora između kojih je tanak sloj magnetskog materijala. Sloj, tj. film je dovoljno tanak da svjetlost može proći kroz njega. Kako svjetlost prolazi kroz prvi polarizator filtrira se samo određeni tip polarizacije. Prolaskom kroz magnetski materijal svjetlost mijenja kut polarizacije i to proporcionalno s jakošću lokalnog magnetskog polja u materijalu. Kako u materijalu postoje domene, tako će na nekim dijelovima pomak polarizacije biti 0 (gdje nema lokalne magentizacije), a na drugim neki kut φ0 Uređaj za prikaz magnetskih domena TEL-300 (gdje je lokalna magnetizacije prisutna). Kada svjetlost dođe do drugog polarizatora ponovno se filtrira sva svjetlost koja nema odgovarajući kut polarizacije. Na mikroskopu to vidimo kao svijetle i tamne zone koje nam govore da ispod njih leže granice magnetskih i nemagnetskih domena - tzv. domenski zidovi. Tipični prikazi domena gledani kroz mikroskop pojačanja X100 REMNANTNO STANJE S JEDNAKIMPOVRŠINAMA SVAKE DOMENE. U VANJSKOM MAGNETSKOM POLJU 0.0 HSAT. U POLJU 0.77 HSAT. U POLJU 0.95 HSAT. U POLJU 0.99 HSAT. UOČITE MALE «MJEHURIĆE» Magnetski materijal je ferimagnetski film formule Bi0.6Tm2.4Ga1.15Fe3.85O12 i otprilike je debeo 8 µm. Radi toga je uređaj osjetljiv, pa je potrebno pažljivo rukovati s njim. Bez vanjskog polja, cijeli uzorak se podijeli na domene ovisno o prisutnosti lokalne anizotropije. S uključenim malim vanjskim poljem dio domenskih zidova nestane i dvije manje domene se stope u jednu s istom magnetizacijom. Porastom magnetskog polja sve manje domenskih zidova ima dovoljno energije da se odupre vanjskoj pobudi i postepeno domene ostanu lokalizirane u malim područjima nalik na točku magnetski mjehurići. S daljnjim porastom magnetskog polja se cijeli uzorak magnetizira i formira samo jednu domenu. To polje se naziva i polje saturacije HSAT, jer nema daljnjeg rasta magnetizacije.

Faradayev efekt (Faradayeva rotacija) Faradayeva rotacija je magnetooptički fenomen rotacije ravnine polarizacije prilikom prolaska kroz magnetski medij. Rotacija ravnine polarizacije je proporcionalna iznosu komponente magnetskog polja u smjeru propagacije: ϑ = V B d, gdje je V Verdetova konstanta koja ovisi o materijalu, B jakost polja (u T), a d put koji svjetlost prolazi (dakle, debljina filma). Linearno polarizirana svjetlost se može prikazati kao superpozicija svjetlosti s lijevom i desnom cirkularnom polarizacijom. Kod nje, smjer električnog polja rotira frekvencijom svjetlosti. To električno polje kod prolaska kroz materijal uzrokuje silu na nabijene čestice od kojih se materijal sastoji, a zbog svoje male mase ta sila najviše utječe na elektrone. Kako je polarizacija cirkularna, tako je i gibanje elektrona kružno i pritom se stvara vlastito magnetsko polje pored vanjskog magnetskog polja. Ukupno polje B je zato pojačano u jednom smjeru, a oslabljeno u drugom. To također uzrokuje i pomak u fazi između dvije zrake. U eksperimentu na TEL-300, svjetlost koja prolazi kroz tanki ferimagnetski film je prozirna i žuta u slučaju nepolarizirane svjetlosti, no kad se gleda kroz dva polarizatora uzorak magnetskih domena postane vidljiv u obliku nemagnetiziranih zona ili vrpčastih krivulja. Kako bi se vidjele domene, potreban je mikroskop s ukupnim pojačanjem (okulara i objektiva) otprilike x100. Određivanje M-H Krivulja Mjerenjem intenziteta svjetlosti možemo indirektno odrediti magnetizaciju materijala. Dodatkom komponente s optički osjetljivom diodom na mjesto oka, jakost svjetlosti se mjeri kao porast izlaznog napona na diodi. Na taj način se može odrediti M-H ovisnost. Za ferimagnetske materijale POPREČNI PRESJEK UREĐAJA ZA PRIKAZ MAGNETSKIH magnetizacija uzorka ovisi o DOMENA povijesti, tj. ovisnost M(H) nije jednaka za smjer porasta polja od 0 do HSAT i za ovisnost HSAT do HSAT. Takve krivulje pokazuju postojanje histereze, tj. da vrijednost magnetizacije M za magnetsko polje (-HSAT, HSAT) nema jednoznačno određenu vrijednost. Također, kao što se moglo zaključiti iz ranijeg opisa ovisnost M(H) nije linearna.

Kako znamo da će ovisnost intenziteta svjetlosti biti proporcionalna upravo magnetizaciji, a ne nekoj funkciji magnetizacije? -Što određuje jakost magentizacije određenog sustava? (Sjetite se iz statističke fizike) MJERNI POSTAV Mjerni postav se sastoji od: - optičkog mikroskopa, - USB kamere, - Računala, - Dodatka s optički osjetljivom diodom, - Izvora struje za kontrolu magnetskog polja, - Izvora napona za napajanje diode, - Voltmetra i ampermetra, - Sklopke, Shema spajanja je prikazana na slici ispod: Pri čemu su s brojevima označeni: 1. optički okular 2. USB kamera za snimke na računalu 3. Nastavak za montiranje optički osjetljive diode TS250R Na shemi su također prikazani kontakti diode. Intenzitet svjetla se mjeri na Vout, a napon napajanja (VDD = 5 V) se stavlja na srednju elektrodu.

U prva dva zadatka cilj je da dobijete osjećaj o kvalitativnom ponašanju sustava kako mijenjate mag. polje od HSAT do HSAT, kako biste zatim mogli prijeći na zadatak 3 i izvršiti mjerenja bez promatranja uzorka. Zadatak 1 Spojite postav s optičkim okularom na mikroskopu. Uključite rasvjetu mikroskopa i promotrite magnetske domene na uzorku. Spojite napajanje zavojnice TEL-300 preko osigurača i sklopke za promjenu polariteta. Jakost polja se može varirati variranjem jakosti struje u krugu. Mijenjanjem polja promatrajte što se događa s domenama. Kad smanjite struju na 0, preklopite sklopku (promjena polariteta polja) i ponovno promatrajte što se događa kako raste struja u zavojnici. Koje su vrijednosti struje na kojoj je uzorak u potpunosti polariziran, tj. na kojoj je magnetsko polje doseglo HSAT? Zadatak 2 Umjesto optičkog okulara, spojite USB kameru i spojite ju na računalo. Pokrenite program za snimanje i ponovno promatrajte što se događa s domenama. Ako naglo spustite magnetsko polje na 0, što se događa s domenama? Zadatak 3 Optički okular se sastoji od dva dijela leće i produžetka. Produžetak omogućuje dodatno povećanje slike koje možete lako kontrolirati. Izvucite produžetak tako da se naokularu vidi samo uzorak. Zatim postavite drveni štitnik na objektiv kako biste spriječili utjecaj pozadinskog osvjetljenja na diodu. Na okular postavite diodu i spojite napajnje od 5 V na nju (prethodno se uvjerite da je dobro spojena testiranjem ponašanja napona Vout bez mikroskopa). Pažljivo položite diodu i na sljedeći način osigurajte da sva svjetlost uzorka pada na diodu: - postavite magnetsko polje tako da je cijeli uzorak polariziran i daje potpuno žuto svjetlo, - postavite nosač s diodom na okular i polagano okrećite nosač (crne boje) dok drugom rukom držite diodu (bijele boje). Time će se polagano mijenjati visina diode. Istovremeno promatrajte izlazni napon diode položaj gdje je napon najveći je visina na kojoj sva svjetlost pada na diodu. Sad kad je sve spremno za mjerenje, možete izmjeriti ovisnost magentizacije o vanjskom magnetskom polju. Izmjerite krivulju ovisnosti magnetizacije o magnetskom polju, tj. intenziteta očitanog napona o jakosti struje zavojnice. Podatke prikažite grafički. Očekujte da ćete imati histeretično ponašanje, tj. da nećete dobiti iste brojke za različite smjerove mjerenja. Jednom kad postavite diodu i počnete mjerenje, ne mičite diodu dok ne završite mjerenje. Promjenom položaja diode možete promijeniti uvjete mjerenja. Da biste mogli izmjeriti cijelu krivulju, morate imati cijeli set podataka od H=0 do H=Hmax, zatim od Hmax do Hmin, pa ponovno do Hmax. Tipična ovisnost je prikazana na shemi na slici 1a) a primjer mjerenja na slici 1b).

Slika 1 a) Shematski prikaz histeretične ovisnosti magnetizacije o magnetskom polju (lijevo), b) primjer rezultata mjerenja ove vježbe.