XÁC ĐỊNH NHIỆT độ CURIE của FERIT từ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
PHÒNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ CHẤT RẮN
  
B¸O C¸O THùC HµNH VËT LÝ CHÊT r¼n
Bµi 4
NHãM 2 - Tæ 5 :
1. Nguyễn Thị Hồng Đức
2. Thiều Thị Dung
3. Mai Văn Dũng
4. Lê Thị Xuyến
Líp: cao häc vËt lÝ k21

Hµ Néi,
11 – 4 – 2012
Bài thực hành số 4
XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CURIE CỦA FERIT TỪ
Nhóm 2 - Tổ 5
1. Nguyễn Thị Hồng Đức
2. Thiều Thị Dung
3. Mai Văn Dũng
4. Lê Thị Xuyến
Lớp : Cao học Vật lí K21
Ngày 11 tháng 4 năm 2012
I. MỤC ĐÍCH
- Xác định nhiệt độ Curie của ferit từ.
II. TÓM TẮT NỘI DUNG
Vật liệu sắt từ và nhiệt độ Curie
Các vật liệu sắt từ (Fe, Ni, Co, ) nếu được đặt vào từ trường B sẽ bị
từ hoá (nhiễm từ tính) rất mạnh. Nguyên nhân là do bên trong khối sắt từ khi
đó xuất hiện một từ trường phụ B’ cùng hướng và rất lớn so với H. Vì vậy,
từ trường tổng hợp trong khối sắt từ có giá trị bằng: B = μ

o
H + B’ = μ
o
μH
Hệ số μ gọi là độ từ thẩm của sắt từ. Trị số của μ phụ thuộc phức tạp vào độ
lớn của H và có thể đạt tới khoảng 10
4
, nghĩa là từ trường tổng hợp trong
khối sắt từ có thể lớn gấp hàng vạn lần so với từ trường ngoài. Do đặc tính
này, các vật liệu sắt từ được dùng rộng rãi trong kỹ thuật điện để làm lõi từ
của biến thế điện, động cơ điện, nam châm điện, rơ le điện từ
Các chất sắt từ, bên cạnh khả năng được từ hoá mạnh còn có hàng loạt tính
chất cơ bản khác với các tính chất của thuận từ và nghịch từ, như sự phụ
thuộc không tuyến tính vào H của cảm ứng từ B, hiện tượng từ trễ, hiện
tượng từ giảo.
Tuy nhiên, tính chất sắt từ chỉ xuất hiện trong một khoảng nhiệt độ xác định.
Nếu khối sắt từ bị nung nóng đến nhiệt độ T ≥ T
C
thì tính chất sắt từ biến mất
và nó trở thành chất thuận từ. Nhiệt độ T
C
được gọi là nhiệt độ Curie, giá trị
của nó phụ thuộc vào bản chất của chất sắt từ. Bên cạnh đó, chất sắt từ ở
nhiệt độ Curie còn có hàng loạt dị thường về nhiệt dung, điện trở suất, từ
giảo. Ở gần nhiệt độ Curie, hệ số từ hoá ban đầu của chất sắt từ đạt đến cực
đại. Các đặc tính của chất sắt từ có thể giải thích bằng thuyết miền từ hoá
tự nhiên.
CH Vật lí – K21
III. KẾT QUẢ
1. Nguyên tắc, cấu tạo và hoạt động của hệ đo

Nhiệt độ Curie của ferit được xác định bằng phương pháp cảm ứng điện từ.
1.1. Sơ đồ nguyên lý của phép đo
Mô tả thí nghiệm: thí nghiệm bao gồm một khung sắt hình chữ U trên đó có
đặt hai cuộn dây n
1
và n
2
. Một thanh ferit được gắn trên hai đầu của thanh
chữ U. Trên thanh ferit có đặt một lò và một cặp nhiệt điện để xác định nhiệt
độ của lò. Để thay đổi nhiệt độ của lò và cấp điện thế xoay chiều cho cuộn
dây n
1
(hoặc n
2
) ta sử dụng một bộ nguồn E. Trên bộ nguồn E có 2 đầu ra;
một là lối ra điên thế xoay chiều đầu còn lại là lối ra điên thế 1 chiều. Để đo
nhiệt độ của thanh ferit và điện thế trên cuộn n
1
(hoặc n
2
) ta sử dụng đồng hồ
vạn năng Keithley 2000. Đồng hồ này được ghép nối với máy tính để thu
thập dữ liệu.
1.2. Nguyên tắc phép đo
Đặt vào cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều U
1
, do hiện tượng cảm
ứng điện từ trên cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều U
2
.

Nếu ta tăng nhiệt độ của thanh ferit F tới nhiệt độ T
c
thì độ từ thẩm μ của
thanh ferit giảm nhanh xuống giá trị μ ≈ 1. Khi đó từ trở của toàn mạch tăng
nhanh, từ thông (độ biến thiên từ thông) qua cuộn n
2
giảm, suất điện động U
2
giảm nhanh xuống giá trị U
0
. Nhiệt độ T
c
chính là nhiệt độ Curie cần tìm.
2. Kết quả thu được từ phép đo
- Đặt điện áp lối ra xoay chiều của nguồn ở giá trị 2V.
- Nhiệt độ phòng là 26
0
C.
Từ kết quả đo, dùng phần mềm origin ta vẽ lại được đồ thì U(T) như sau
CH Vật lí – K21
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
U (v)
T (
0

C)
- Từ đồ thị ta thấy
+ Nhiệt độ curie của Ferit từ khi nhiệt độ tăng là T
1
=148
0
C.
+ Nhiệt độ curie của Ferit từ khi nhiệt độ giảm là T
2
=136
0
C.
⇒
Nhiệt độ Curie của sắt từ là: T
C
=
0
21
142
2
136148
2
TT
≈
+
=
+
C
3. Biến cố khách quan và chủ quan ảnh hưởng tới phép đo
- Biến cố khách quan

+ Nhiệt lượng cung cấp cho lò nung nhằm tăng nhiệt độ cho thanh ferit từ
một phần toả ra ngoài môi trường
+ Dụng cụ thí nghiệm có độ chính xác chưa cao
+ Máy tính chưa ổn định
- Biến cố chủ quan
+ Do quá trình tăng và giảm hiệu điện thế cấp điện cho lò nung quá nhanh,
làm nhiệt độ thay đổi nhanh
4. Thảo luận kết quả
1. Giải thích nội dung, biện luận để loại bỏ kết quả nghi ngờ
Từ kết quả đo ta thấy rằng, ứng với hai quá trình tăng và giảm nhiệt độ
ta thu được hai đường đồ thì khác nhau. Nguyên nhân của nó là do hiện
tượng từ trễ của chất sắt từ. Tương ứng với hai đường đồ thị ta có hai nhiệt
độ T
C
khác nhau.
CH Vật lí – K21
Khi qua xử lí origin ta thu được hai đường ứng với hai quá trình trên
là cách nhau, nguyên nhân của là do hiện tượng trễ nhiệt (cặp nhiệt điện
được gắn ở ngoài vật liệu sắt từ, nên trong quá trình tăng nhiệt thì nhiệt độ
được tăng chậm hơn so với nhiệt độ thực, còn trong quá trình giảm nhiệt thì
nhiệt độ cặp nhiệt điện đo được lại giảm nhanh hơn nhiệt độ của ferit).
2. So sánh kết quả thu được với lý thuyết
Việc thu được hai đường và giảm nhiệt khác nhau là tương đối phù
hợp với lí thuyết, tuy nhiên trong lý thuyết thì hai đường này tiệm cận với
nhau, còn trong thực nghiệm thì hai đường này lại cách nhau.
3. Giải thích
Do hiện tượng trễ nhiệt như đã nói ở trên, nhiệt độ trong lý thuyết là
nhiệt độ trong lòng vật liệu sắt từ, còn trong kết quả thực nghiệm nhiệt độ ở
đây là nhiệt độ bên ngoài vật liệu từ.
IV. KẾT LUẬN

- Sắt từ có hiện tượng từ trễ vì vậy mà đường tăng nhiệt và đường giảm
nhiệt không trùng nhau.
- Nhiệt độ Curie của sắt từ là: T
c
= 142
o
C
V. TRẢ LỜI CÂU HỎI
Câu 1: Phân loại vật liệu từ, các đặc tính của vật liệu sắt từ. Thuyết miền từ
hóa tự nhiên trong việc giải thích các đặc tính của vật liệu sắt từ.
Từ tính là một thuộc tính của vật liệu. Tất cả các vật liệu, ở mọi trạng
thái dù ít hay nhiều đều biểu hiện tính chất từ.
Các vật liệu khi đặt trong từ trường ngoài H thì bị nhiễm từ. Khi đó
người ta nói vật bị từ hóa hay vật bị phân cực từ. Các vật liệu từ có từ tính
mạnh yếu khác nhau, được phân loại theo cấu trúc và tính chất từ như sau:
a. Chất nghịch từ: Là chất có độ từ cảm χ có giá trị âm và rất nhỏ so với 1,
chỉ vào khoảng 10
-5
. Nguồn gốc tính nghịch từ là chuyển động của điện tử
trên quỹ đạo quanh hạt nhân, tạo ra từ trường có chiều ngược với từ trường
ngoài.
b. Chất thuận từ: Có độ từ hóa χ > 0 nhưng cũng rất nhỏ, cỡ 10
-4
và tỉ lệ với
1/T. Khi chưa có từ trường ngoài các moomen từ của các nguyên tử hoặc ion
thuận từ định hướng hỗn loạn còn khi có từ trường ngoài chúng sắp xếp cùng
hướng với từ trường.
c. Chất sắt từ: Độ từ cảm χ có giá trị rất lớn, cỡ 10
6
. Ở T < T

C
(nhiệt độ
Curie) từ độ J giảm dần, không tuyến tính khi nhiệt độ tăng lên. Tại T = T
C
giá trị 1/χ phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ. Sắt từ là vật liệu từ mạnh, trong
chúng luôn tồn tại momen từ tự phát, sắp xếp một cách có trật tự ngay cả khi
không có từ trường ngoài. Sắt từ còn có nhiều tính chất độc đáo và những
ứng dụng quan trọng.
CH Vật lí – K21
d. Chất phản sắt từ: Là chất từ yếu, χ ≈ 10
-4
, nhưng sự phụ thuộc của 1/χ vào
nhiệt độ không hoàn toàn tuyến tính như chất thuận từ và có một hõm tại
nhiệt độ T
N
(gọi là nhiệt độ Nell). Khi T<T
N
trong phản sắt từ cũng tồn tại
momen từ tự phát như sắt từ nhưng chúng sắp xếp đối song song từng đôi
một. Khi T > T
N
sự sắp xếp của các momen từ spin trở nên hỗn loạn và χ lại
tăng tuyến tính theo T như chất thuận từ.
e. Chất ferit từ: Độ cảm từ có giá trị khá lớn, gần bằng của sắt từ (χ ≈ 10
-4
)
và cũng tồn tại các momen từ tự phát. Tuy nhiên cấu trúc tinh thẻ của cúng
gồm hai phân mạng mà ở đó các momen từ spin (do sự tự quay của điện tử
tạo ra) có giá trị khác nhau và sắp xếp phản song song với nhau do đó từ độ
tổng cộng khác không ngay cả khi không có từ trường ngoài tác dụng, trong

vùng nhiệt độ T< T
C
. Vì vậy feri từ còn được gọi là phản sắt từ không bù trừ.
Khi T >T
C
trật tự từ bị phá vỡ, vật liệu trở thành thuận từ.
Ngoài ra người ta cũng phân biệt các vật liệu từ theo tính năng ứng
dụng hoặc thành phần kết cấu của chúng như vật liệu từ cứng (nam châm
vĩnh cửu), vật liệu từ mềm, vật liệu từ kim loại, vật liệu từ oxit, vật liệu từ
dẻo ( cao su, nhựa)….
2. Đặc tính của vật liệu sắt từ
Các chất sắt từ bao gồm những nguyên tố nhóm chuyển tiếp như Fe, Co,
Ni, Gd và một số hợp kim của chúng, có từ tính mạnh. Độ từ hóa của sắt từ
lớn hơn hàng triệu lần ở nghịch từ và thuận từ. Ngay cả khi không có từ
trường ngoài ở nhiệt độ T
C
nào đó (nhiệt độ tới hạn Curie) trong sắt từ vẫn
tồn tại các momen từ tự phát.
Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của độ cảm từ ở sắt cũng tuân theo định luật
Curie – Weiss ở chất thuận từ
C
T
χ
θ
=
−
với
( )
( )
2

0
1
3
B
B
n g J J
C
k
µ
+
=
và
w
C
θ λ
=
Trong này
w
λ
là hệ số Weiss
Ở tất cả các sắt từ đều biểu hiện từ dư. Tức là sau khi được từ hóa nếu
ngắt từ trường ngoài (H = 0) thì sắt từ vẫn còn giữ nguyên được từ tính (độ
từ dư) và chúng chỉ biến mất khi bị từ hóa theo chiều ngược lại với một từ
trường đủ mạnh. Để đặc trưng cho tính từ dư của vật liệu người ta dùng một
đường cong trễ, qua đó thấy cảm ứng từ, từ độ và cả độ cảm từ phụ thuộc phi
tuyến vào từ trường từ hóa.
Thực nghiệm đã chỉ ra rằng để từ hóa bão hòa phần lớn các vật liệu sắt
từ cần một từ trường không lớn lắm (khoảng 10
5
A/m, trong khi ở thuận từ là

10
9
A/m).
Do từ độ và độ cảm từ lớn nên sắt từ cũng có độ từ thẩm µ = χ +1 lớn
và cảm ứng từ B = µµ
0
H cao, đồng thời cường độ kể từ H
C
cao.
Ngoài ra sắt từ còn nhiều tính chất độc đáo khác như tính từ giảo (khi
bị từ hóa vật sắt từ thay đổi kích thước hoặc ngược lại ở sắt từ có tính từ giảo
khi làm biến dạng cơ học thì cũng làm cho vật bị từ hóa), tính dị hướng từ
(độ từ hóa theo các phương khác nhau của tinh thể sắt thì khác nhau), hiện
tượng cộng hưởng sắt từ (khi đặt sắt từ vào trong từ trường không đổi H
cũng có thể hấp thụ sóng điện từ có tần số thích hợp), hiệu ứng quang từ (khi
CH Vật lí – K21
chiếu ánh sáng – sóng điện từ - qua mặt sắt từ thì mặt phẳng phân cực của
chùm tia sáng khi qua vật hoặc phản xạ trên mặt vật bị quay đi một góc nào
đó)….
Tất cả các tính chất này đề liên quan đến bản chất từ tính của sắt.
3. Giải thích các đặc tính của vật liệu sắt từ bằng thuyết miền từ hóa ( lý
thuyết Weiss)
Lý thuyết Weiss (1907) được xem như lý thuyết cổ điển về sắt từ. Weiss
giả thiết rằng chất sắt từ được từ hóa do trong đó có tồn tại một từ trường nội
tại phân tử, đồng thời cũng giả thiết rằng ngay cả khi không có từ trường
chất sắt từ cũng được từ hóa đến bão hòa. Trong trạng thái khử từ (H = 0)
momen từ tổng cộng của sắt từ cũng bằng không là do vật chia thành những
vùng vi mô riêng lẻ, gọi là các đômen (hay vùng từ hóa tự nhiên), bên trong
mỗi vùng mômen từ của các nguyên tử hướng song song với nhau nhưng
moomen từ của các vúng khác nhau hướng khác nhau nên tổng các moomen

từ của cả vật bằng 0. Trong quá trình từ hóa vật, từ trường ngoài chỉ có tác
dụng trong việc định hướng mômen từ của các đômen. Điều này giải thích
tại sao chỉ cần một từ trường nhỏ cũng từ hóa bão hòa sắt từ.
Như vậy có thể coi sất từ là một vật liệu có trật tự từ, tương tự như phản
sắt từ và feri.
Kích thước các đômen này tùy thuộc loại sắt từ, có thể có đường kính
từ 0,5 – 1,5µm (nếu xem chúng có dạng hình cầu). Giữa các đômen có các
vách ngăn, thường gặp nhất là vách ngăn Block (hay vách ngăn 180
0
– nghĩa
là hai đômen liền kề vách ngăn này có các mômen từ định hướng đối song
song với nhau, khi đi qua vách ngăn này các momen từ tự động quay 180
0
để
cùng hướng với momen từ kế bên ). Thực nghiệm đã xác minh sự tồn tại của
các đomen từ bằng việc quan sát sự sắp xếp theo một trật tự xác định của
chất lỏng từ trải trên bề mặt vật liệu sắt từ (phương pháp Bitter).
Khi từ hóa các chất sắt từ, ban đầu sẽ là quá trình dịch chuyển của các
vách ngăn. Các vùng có momen từ hướng gần trùng với hướng của từ trường
ngoài H lớn dần lên, còn các vùng mà momen từ của chúng không trúng với
phương từ hóa thì sẽ bị thu hẹp dần và biến mất, ki từ trường từ hóa tăng dần
lên. Khi từ trường từ hóa H đủ lớn, sẽ chỉ còn các vùng momen từ gần trùng
với phương của H. Nếu tiếp tục tăng H thì các moomen từ này sẽ thực hiện
quá trình quay để định hướng hoàn toàn song song và cùng chiều với từ
trường từ hóa, lúc này từ độ của mẫu đạt tới giá trị bão hòa. Vì quá trình dịch
chuyển vách và quá trình quay của các momen từ khi từ trường H lớn là có
tính chất bất thuận nghịch nên khi ngắt từ trường ngoài thì momen từ của các
đomen vẫn giữa lại một sự định hướng nhất định, không trở lại trạng thái
hỗn loạn ban đầu. Đó chính là nguyên nhân tính từ dư trong sắt từ. Muốn
khử từ mẫu (làm triệt tiêu cảm ứng từ dư) thì hoặc phải từ hóa vật theo chiều

ngược lại để phá vỡ sự định hướng có trật tự của các momen từ (khử từ bằng
từ tường), hoặc phải nung nóng vật lên để phá vỡ cấu trúc đômen của chúng
(khử từ bằng nhiệt). Nhiệt độ Curie T
C
là giới hạn tồn tại của các đômen sắt
từ, quá giới hạn này sắt từ trở thành thuận từ.
CH Vật lí – K21
* Xác lập các biểu thức tính các đại lượng đặc trưng của từ tính của sắt từ
theo quan điểm của Weiss
Trường phân tử mà Weiss giả thiết tỉ lệ với độ từ hóa
wi
H J
λ
=
uur ur
với
w
λ
là
hệ số Weiss. Khi có từ trường ngoài H, mẫu vật chịu tác dụng của từ trường
toàn phần H
T
lên mỗi momen từ nguyên tử:
T i
H H H= +
uuur uur uur
Tương tự thuận từ ta có từ độ
( )
0 B J
J n g B y

µ
=
Nhưng ở đây
( ) ( )
wB i B
B B
Jg H H Jg H M
y
k T k T
µ µ λ
+ +
= =
Khi T> T
C
và từ trường ngoài nhỏ thì y«1, lúc đó
( )
( )
1
3
J
J
B y y
J
+
≈
Do đó
( )
( )
0 w
1

.
3
B
B
B
J J
Jg
M n g H M
J k T
µ
µ λ
+
= +
Giải phương trình này dễ dàng tìm được M = χ H
Với
C
T
χ
θ
=
−
Đây là định luật Curie – Weiss cho thuận từ
Ở đây
( )
( )
2
0
1
3
B

B
n g J J
C
k
µ
+
=
và
w
C
θ λ
=
Như vậy ở nhiệt độ T >T
C
chất sắt từ trở thành chất thuận từ.
Trong trường hợp không có từ trường (H=0), T<T
C
và
C
T
θ
:
bằng
phương pháp đồ thị cũng có thể xác định được
( )
2 2
0
W
1
3

B
C
B
n g J J
T
k
µ
λ
+
=
Phương trình này có giá trị T
C
= θ. Giải phương trình này với các giá trị
T < T
C
có thể dựng được đường cong từ độ phụ thuộc nhiệt độ.
Tuy nhiên Weiss cũng không giải thích chính xác nguồn gốc trường
phân tử trong sắt từ và thực nghiệm cũng chỉ ra rằng trường nội suy này (nếu
có) thì rất lớn nhưng không đóng vai trò quyết định đến sự định hướng song
song của các mômen từ nguyên tử sắt từ.
Câu 2: Mạch từ và từ trở
Trong kĩ thuật điện người ta thường phải sử dụng các mẫu sắt từ có
dạng các khung kín (như lõi sắt của nam châm điện, của biến thế điện…).
Các khung sắt từ kí có hình dạng khác nhau như vậy
được gọi là các mạch từ kín. Đối với một từ kín thì
đường sức từ chỉ chạy trong mạch từ mà không thoát
ra ngoài. Một mạch từ không được tạo bởi một
khung kín được gọi là mạch từ hở. Đối với mạch từ
hở, một phần đường sức từ sẽ nằm ở ngoài mạch từ.
Xét một mạch từ đơn giản (hình 1) gồm hai

đoạn: đoạn mạch trong khung sắt từ có tiết diện
ngan S, có độ từ thẩm µ và đoạn mạch là khe hở
(không khí) có cùng tiết diện và độ từ thẩm µ
k
.
CH Vật lí – K21
Hình 1: Mạch từ
không phân nhánh đơn
giản
Đại lượng ε
m
= N.I được gọi là suất từ động
(N là số vòng dây điện quấn trên khung, I là cường độ dòng điện chạy qua
cuộn dây). Từ thông Φ trong khung cũng là từ thông qua khe hở liên hệ với
suất từ động qua biểu thức
m
m
R
ε
φ
=

Đại lượng R
m
được gọi là từ trở toàn phần của mạch, với mạch đang xét thì:
0 0
k
m
k
l

l
R
S S
µ µ µ µ
= +
(l là chiều dài trung bình của khung, l
k
là khoảng cách khe hở)
Các đại lượng
0 0
;
k
m mk
k
l
l
r r
S S
µ µ µ µ
= =
là từ trở của các đoạn mạch tương ứng.
Như vậy R
m
= r
m
+ r
mk
, tức là từ trở toan phần của mạch từ không phân
nhánh bằng tổng các từ trở của các đoạn mạch từ hợp thành. Kết quả này
cũng đúng với mạch từ không phân nhánh gồm nhiều đoạn mạch từ hợp

thành: R
m
= r
m1
+r
m2
…+r
mn
Câu 3: Nguyên tắc xác định nhiệt độ Curie bằng phương pháp cảm ứng điện
từ.
Sơ đồ nguyên lý phép đo:
- Biến thế 1 mắc qua ổn áp cung cấp
hiệu điện thế xoay chiều cho cuộn sơ cấp.
- Biến thế 2 cung cấp điện một chiều cho
bếp H.
- Cặp nhiệt điện C dùng để đo nhiệt độ
của thanh ferit. Tín hiệu từ C và cuộn thứ
cấp được nối với máy tính qua cạc ADC. H: lò nung,
Trong máy đã có sẵn một bảng chuẩn của N
1
: cuôn sơ cấp.
suất điện động theo nhiệt độ. N
2
: cuộn thứ cấp.
Nguyên tắc:
- Khi đặt hiệu điện thé xoay chiều cào cuộn sơ cấp thì hiện tượng cảm ửng
điện từ xuất hiện hiệu điện thế U
2
.
- T tăng thì U

2
tăng. Khi T tăng đến nhiệt độ T = T
c
thì
µ
giảm nhanh, từ trở
toàn phần giảm nhanh và từ thông giảm. Khi đó U
2
giảm nhanh xuống giá trị
U
0
. T
c
chính là nhiệt độ Curie.
CH Vật lí – K21
Hình 3. Sơ đồ nguyên lí phép
đo
N
1
N
2
H
Ferit
t
Câu 4: Các ghép nối bài thực hành với hệ đo. Nguyên tắc biến đổi tương tự
số và cách đo nhiệt độ bằng máy tính. Nguyên tắc làm việc của máy tính với
bài thực hành.
Hệ đo: Để đo nhiệt độ của thanh ferit và điện thế của cuộn n
2
ta sử dụng

đồng hồ vạn năng Keithley 2000. Đồng hộ này được ghép nối với máy tính
để thu thập dữ liệu.
Nguyên tắc biến đổi tương tự số ADC:
- Mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, chuyển một tín hiệu
ngõ vào tương tự (dòng điện hoặc điện áp) sang thành các tín hiệu số có giá
trị tương ứng, có thể làm việc với CPU.
- Chuyển đổi ADC có rất nhiểu phương pháp. Tuy nhiên, mỗi phương pháp
đều có những thông số cơ bản sau.
+ Độ chính xác của chuyển đổi ADC.
+ Tốc độ chuyển đổi.
+ Dải biến đổi của tín hiệu tương tự ngõ vào.
Hình 4: Sơ đồ khối bộ biến đổi tương tự số.
- Nguyên tắc: Tín hiệu tương tự được đưa đến một mạch lấy mẫu, tín hiệu ra
mạch lấy mẫu đưa ta đến mạch lượng hóa làm tròn với độ chính xác
2
Q
±
.
Sau đó, mạch lượng tử hóa là mạch mã hóa.Trong mạch mã hóa kết
quả lượng tử hóa được sắp xếp lại theo một quy luật nhất định phụ thuộc vào
loại mã yêu cầu trên đầu ra bộ chuyển đổi.
Trong nhiều loại ADC quá trình lượng tử hóa và mã hóa diễn ra đồng
thời không thể tách chúng ra.
Cách đo nhiệt độ của máy tính: Trong máy tính có sẵn bảng chuẩn của
nhiệt độ và hiệu điện thế. Vì thế, tín hiệu nhiệt được chuyển thành tín hiệu
điện. Sử dụng chuyển đổi ADC chuyển thành tín hiệu số. Tiếp theo, tín hiệu
số sẽ được chuyển thành tín hiệu điện và nhiệt và đưa ra màn hình máy tính
những giá trị rời rạc.
CH Vật lí – K21
Mạch lấy

mẫu
ADC
Lượng tử
hóa
Mã hóa
U
A
U
M
U
D
Nguyên tắc làm việc của máy tính với bài thực hành của chúng ta:
Thông qua đồng hồ vạn năng Keithley 2000 tín hiệu điện và tín hiệu
số của bài thực hành chuyển đến máy tính. Máy tính sẽ thực hiện các chuyển
đổi ADC, so sánh nhiệt độ và hiệu điện thế chuẩn. Kết quả, máy tính cung
cấp cho chúng ta một bảng giá trị của hiệu điện thế và nhiệt độ rất lớn.
Tiếp theo, sử dụng phần mềm Origin, vẽ đồ thị sự phụ thuộc hiệu điện
thế U
2
và nhiệt độ. Ngoại suy ra nhiệt độ Curie.
Câu 5: Cách xác định nhiệt độ Curie từ đồ thị sự phụ thuộc của suất điện
động cảm ứng theo nhiệt độ. Sử dụng chương trình Origin để xử lý kết quả
thực nghiệm
Vẽ đường thẳng đi qua đoạn dốc nhất của đồ thị và đường thẳng đi qua điểm
nằm ngang của đồ thị (đoạn ứng với giá trị U
0
). Hai đường thẳng này cắt
nhau tại 1 điểm. Từ đó, suy ra nhiệt độ Curie.
Câu 6: Ý nghĩa của việc đo nhiệt độ Curie?
- Nhằm mục đích sử dụng tốt vật liệu sắt từ, tạo ra chất thuận từ thì dễ

nhưng để có được chất sắt từ thì kho khăn hơn nhiều, do đó khi sử dụng vật
liệu sắt từ ta phải để ý tới nhiệt độ T
C
, khi T>>T
C
thì vật liệu sắt từ chuyển
thành thuận từ.
- Kiểm nghiệm lại kết quả lý thuyết, chứng minh có sự tồn tại của
nhiệt độ Curie. Đồng thời, kiểm nghiệm và phát hiện nhiều tính chất từ dị
thường của tinh thể ở nhiệt độ T
C
.
CH Vật lí – K21