Cal é o proceso para medir o ciclo de histerese dun material como o ferro

Proceso para Medir o Bucle de Histerese de Materiais como o Ferro

Medir o bucle de histerese (Hysteresis Loop) de materiais como o ferro é un proceso experimental importante usado para estudar as propiedades magnéticas destes materiais. O bucle de histerese proporciona información crucial sobre a perda de enerxía, coercividade e remanencia durante os procesos de magnetización e desmagnetización. A continuación, está descrito un procedemento detallado para medir o bucle de histerese:

Equipamento Experimental

• Fonte de Alimentación: Proporciona unha fonte de alimentación DC ou AC estable.

• Bobina Magnetizadora: Enrolada arredor da mostra para xerar un campo magnético.

• Sensor de Efecto Hall: Usado para medir a indución magnética B na mostra.

• Ammeter: Usado para medir a corrente I a través da bobina magnetizadora.

• Sistema de Adquisición de Datos: Usado para rexistrar e procesar os datos experimentais.

• Porta-mostras: Fixa a mostra para asegurar que a súa posición permanece estable.

Pasos Experimentais

Preparar a Mostra:

Fixe o material de proba (como unha barra de ferro ou unha chapa de ferro) no porta-mostras, asegurando que a súa posición é estable.

Configurar a Bobina Magnetizadora:

Enrole a bobina magnetizadora estreitamente arredor da mostra, asegurando que está distribuída uniformemente.

Conectar o Circuito:

Conecte a bobina magnetizadora á fonte de alimentación e ao ammeter, asegurando que as conexións do circuito son correctas.

Coloque o sensor de efecto Hall nunha posición adecuada na mostra para medir a indución magnética B.

Calibrar o Equipamento:

Calibre o sensor de efecto Hall e o ammeter para asegurar medidas precisas.

Desmagnetización Inicial:

Realice a desmagnetización inicial da mostra para asegurar que está nun estado de cero magnetización. Isto pode lograrse aplicando un campo magnético inverso ou calentando a mostra por encima do seu punto de Curie e despois enfriándoa.

Aumentar Gradualmente o Campo Magnético:

Aumente gradualmente a corrente I a través da bobina magnetizadora e rexistre a indución magnética B en cada valor de corrente. Use o sistema de adquisición de datos para rexistrar os valores correspondentes de I e B.

Diminuir Gradualmente o Campo Magnético:

Diminua gradualmente a corrente I a través da bobina magnetizadora e rexistre a indución magnética B en cada valor de corrente. Continúe rexistrando os valores correspondentes de I e 

B ata que a corrente volva a ser cero.

Repetir as Medidas:

Para obter datos máis precisos, repita os pasos anteriores varias veces para asegurar a consistencia e fiabilidade dos datos.

Trazar o Bucle de Histerese:

Use os datos rexistrados para trazar a relación entre a indución magnética B e a intensidade do campo magnético H.

A intensidade do campo magnético H pode calcularse usando a seguinte fórmula: H= NI/L

onde:

• N é o número de voltas na bobina magnetizadora

• I é a corrente a través da bobina magnetizadora

• L é a lonxitude media da bobina magnetizadora

Análise de Datos

Determinar a Remanencia Br:

A remanencia Br é a indución magnética que permanece no material cando a intensidade do campo magnético H é cero.

Determinar a Coercividade Hc :

A coercividade Hc  é a intensidade do campo magnético inverso necesaria para reducir a indución magnética B desde o seu valor máximo positivo a cero.

Calcular a Perda de Histerese:

A perda de histerese pode estimarse calculando a área encerrada polo bucle de histerese. A perda de histerese Ph pode expresarse usando a seguinte fórmula: P h =f⋅Área do bucle de histerese onde:

f é a frecuencia (unidade: herzios, Hz)

Precaucións

• Control de Temperatura: Mantenga unha temperatura constante durante o experimento para evitar a influencia dos cambios de temperatura nos resultados da medida.

• Rexistro de Datos: Asegure un rexistro de datos preciso e completo para evitar omisións ou erros.

• Calibración do Equipamento: Calibre regularmente o equipamento experimental para asegurar a fiabilidade dos resultados da medida.

Seguindo estos pasos, o bucle de histerese de materiais como o ferro pode medirse eficazmente, e poden obterse importantes propiedades magnéticas. Estes parámetros son cruciais para a selección e aplicación de materiais.