Quel est le processus pour mesurer la boucle d'hystérésis d'un matériau comme le fer

Procédure de mesure de la boucle d'hystérésis des matériaux tels que le fer

La mesure de la boucle d'hystérésis (Hysteresis Loop) des matériaux tels que le fer est un processus expérimental important utilisé pour étudier les propriétés magnétiques de ces matériaux. La boucle d'hystérésis fournit des informations cruciales sur la perte d'énergie, la coercivité et la rémanence lors des processus de magnétisation et de démagnétisation. Voici une procédure détaillée pour mesurer la boucle d'hystérésis :

Matériel expérimental

• Alimentation électrique : Fournit une source d'alimentation en courant continu ou alternatif stable.

• Bobine de magnétisation : Enroulée autour de l'échantillon pour générer un champ magnétique.

• Capteur à effet Hall : Utilisé pour mesurer l'induction magnétique B dans l'échantillon.

• Ammètre : Utilisé pour mesurer le courant I à travers la bobine de magnétisation.

• Système d'acquisition de données : Utilisé pour enregistrer et traiter les données expérimentales.

• Support d'échantillon : Fixe l'échantillon pour garantir sa position stable.

Étapes expérimentales

Préparation de l'échantillon :

Fixez le matériau test (tel qu'une barre ou une feuille de fer) dans le support d'échantillon, en veillant à ce que sa position soit stable.

Installation de la bobine de magnétisation :

Enroulez la bobine de magnétisation fermement autour de l'échantillon, en vous assurant qu'elle est uniformément distribuée.

Connexion du circuit :

Connectez la bobine de magnétisation à l'alimentation électrique et à l'ammètre, en veillant à ce que les connexions du circuit soient correctes.

Placez le capteur à effet Hall à un endroit approprié sur l'échantillon pour mesurer l'induction magnétique B.

Calibration du matériel :

Calibrez le capteur à effet Hall et l'ammètre pour garantir des mesures précises.

Démagnétisation initiale :

Effectuez une démagnétisation initiale de l'échantillon pour vous assurer qu'il est dans un état non magnétisé. Cela peut être réalisé en appliquant un champ magnétique inverse ou en chauffant l'échantillon au-dessus de son point de Curie puis en le refroidissant.

Augmentation progressive du champ magnétique :

Augmentez progressivement le courant I à travers la bobine de magnétisation et enregistrez l'induction magnétique B à chaque valeur de courant. Utilisez le système d'acquisition de données pour enregistrer les valeurs correspondantes de I et B.

Diminution progressive du champ magnétique :

Diminuez progressivement le courant I à travers la bobine de magnétisation et enregistrez l'induction magnétique B à chaque valeur de courant. Continuez à enregistrer les valeurs correspondantes de I et B jusqu'à ce que le courant revienne à zéro.

Répétition des mesures :

Pour obtenir des données plus précises, répétez les étapes ci-dessus plusieurs fois pour garantir la cohérence et la fiabilité des données.

Tracer la boucle d'hystérésis :

Utilisez les données enregistrées pour tracer la relation entre l'induction magnétique B et l'intensité du champ magnétique H.

L'intensité du champ magnétique H peut être calculée à l'aide de la formule suivante : H = NI/L

où :

• N est le nombre de spires de la bobine de magnétisation

• I est le courant à travers la bobine de magnétisation

• L est la longueur moyenne de la bobine de magnétisation

Analyse des données

Détermination de la rémanence Br :

La rémanence Br est l'induction magnétique restante dans le matériau lorsque l'intensité du champ magnétique H est nulle.

Détermination de la coercivité Hc :

La coercivité Hc est l'intensité du champ magnétique inverse nécessaire pour réduire l'induction magnétique B de sa valeur maximale positive à zéro.

Calcul de la perte par hystérésis :

La perte par hystérésis peut être estimée en calculant la surface enclose par la boucle d'hystérésis. La perte par hystérésis Ph peut être exprimée par la formule suivante : P h = f⋅Surface de la boucle d'hystérésis où :

f est la fréquence (unité : hertz, Hz)

Précautions

• Contrôle de température : Maintenez une température constante pendant l'expérience pour éviter l'influence des changements de température sur les résultats de mesure.

• Enregistrement des données : Assurez-vous d'un enregistrement précis et complet des données pour éviter les omissions ou les erreurs.

• Calibration du matériel : Calibrez régulièrement le matériel expérimental pour garantir la fiabilité des résultats de mesure.

En suivant ces étapes, la boucle d'hystérésis des matériaux tels que le fer peut être efficacement mesurée, et des propriétés magnétiques importantes peuvent être obtenues. Ces paramètres sont cruciaux pour la sélection et l'application des matériaux.