ما هو الإجراء لقياس حلقة التarda للمواد مثل الحديد؟

طريقة قياس حلقة التarda للمواد مثل الحديد

قياس حلقة التarda (Hysteresis Loop) للمواد مثل الحديد هو عملية تجريبية مهمة تستخدم لدراسة الخصائص المغناطيسية لهذه المواد. توفر حلقة التarda معلومات هامة حول فقد الطاقة والقوة المغناطيسية العكسية والمغناطيسية المتبقية أثناء عمليات المغناطيسة والتفريغ المغناطيسي. فيما يلي إجراء مفصل لقياس حلقة التarda:

المعدات التجريبية

• مصدر الطاقة: يوفر مصدر طاقة مستقرًا DC أو AC.

• الملف المغناطيسي: ملفوف حول العينة لتوليد مجال مغناطيسي.

• مستشعر تأثير هول: يستخدم لقياس التحريض المغناطيسي B في العينة.

• مقياس التيار الكهربائي: يستخدم لقياس التيار I عبر الملف المغناطيسي.

• نظام جمع البيانات: يستخدم لتسجيل ومعالجة بيانات التجربة.

• حامل العينة: يثبت العينة لضمان استقرار موقعها.

خطوات التجربة

تحضير العينة:

ثبّت المادة تحت الاختبار (مثل قضيب حديد أو صفائح حديد) في حامل العينة، مع ضمان استقرار موقعها.

إعداد الملف المغناطيسي:

لف الملف المغناطيسي بإحكام حول العينة، مع ضمان توزيعه بشكل متساوٍ.

ربط الدائرة:

قم بربط الملف المغناطيسي بمصدر الطاقة ومقياس التيار الكهربائي، مع ضمان صحة روابط الدائرة.

ضع مستشعر تأثير هول في مكان مناسب على العينة لقياس التحريض المغناطيسي B.

ضبط المعدات:

قم بضبط مستشعر تأثير هول ومقياس التيار الكهربائي لضمان دقة القياسات.

التفريغ الأولي:

قم بالتفريغ الأولي للعينة لضمان أنها في حالة عدم المغناطيسة. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تطبيق مجال مغناطيسي عكسي أو تسخين العينة فوق نقطة كوري ثم تبريدها.

زيادة المجال المغناطيسي تدريجيًا:

زد التيار I عبر الملف المغناطيسي تدريجيًا وسجل التحريض المغناطيسي B عند كل قيمة للتيار. استخدم نظام جمع البيانات لتسجيل القيم المقابلة لـ I و B.

تخفيض المجال المغناطيسي تدريجيًا:

قلل التيار I عبر الملف المغناطيسي تدريجيًا وسجل التحريض المغناطيسي B عند كل قيمة للتيار. استمر في تسجيل القيم المقابلة لـ I و B حتى يعود التيار إلى الصفر.

تكرار القياسات:

لتوفير بيانات أكثر دقة، قم بتكرار الخطوات أعلاه عدة مرات لضمان ثبات وموثوقية البيانات.

رسم حلقة التarda:

استخدم البيانات المسجلة لرسم العلاقة بين التحريض المغناطيسي B وقوة المجال المغناطيسي H.

يمكن حساب قوة المجال المغناطيسي H باستخدام المعادلة التالية: H = NI/L

حيث:

• N هو عدد دورات الملف المغناطيسي

• I هو التيار عبر الملف المغناطيسي

• L هو الطول المتوسط للملف المغناطيسي

تحليل البيانات

تحديد المغناطيسية المتبقية Br:

المغناطيسية المتبقية Br هي التحريض المغناطيسي المتبقى في المادة عندما تكون قوة المجال المغناطيسي H صفرًا.

تحديد القوة المغناطيسية العكسية Hc:

القوة المغناطيسية العكسية Hc هي قوة المجال المغناطيسي العكسي المطلوبة لتقليل التحريض المغناطيسي B من قيمته القصوى الموجبة إلى الصفر.

حساب فقد التarda:

يمكن تقدير فقد التarda عن طريق حساب المساحة المحصورة داخل حلقة التarda. يمكن التعبير عن فقد التarda Ph باستخدام المعادلة التالية: P h = f × مساحة حلقة التarda حيث:

f هي التردد (وحدة: هرتز، Hz)

الاحتياطات

• تحكم في درجة الحرارة: حافظ على درجة حرارة ثابتة خلال التجربة لتجنب تأثير تغير درجة الحرارة على نتائج القياس.

• تسجيل البيانات: تأكد من تسجيل البيانات بدقة وكاملة لتجنب النقص أو الأخطاء.

• ضبط المعدات: قم بضبط المعدات التجريبية بانتظام لضمان موثوقية نتائج القياس.

من خلال اتباع هذه الخطوات، يمكن قياس حلقة التarda للمواد مثل الحديد بشكل فعال والحصول على خصائص مغناطيسية مهمة. هذه المعلمات أساسية لاختيار المواد وتطبيقاتها.