מהו התהליך מדידת הלולאה ההיסטרטית של חומר כמו ברזל?

תהליך מדידת מעגל ההיסטרזה של חומרים כמו ברזל

מדידת מעגל ההיסטרזה (Hysteresis Loop) של חומרים כגון ברזל היא תהליך ניסיוני חשוב המשמש לחקור את התכונות המגנטיות של החומרים הללו. מעגל ההיסטרזה מספק מידע קריטי על אובדן אנרגיה, כפיפות והישארות במהלך התהליך של מגנטיזציה ודמגנטיזציה. להלן תיאור מפורט של התהליך למדידת מעגל ההיסטרזה:

• מקור חשמל: מספק מקור חשמל יציב DC או AC.

• סליל מגנטי: מטפל סביב המדגם כדי לייצר שדה מגנטי.

• חיישן אפקט הול: משמש למדידת האינדוקציה המגנטית B במדגם.

• אמפרמטר: משמש למדידת הזרם I בסליל המגנטי.

• מערכת איסוף נתונים: משמשת לאיסוף ועיבוד הנתונים הניסיוניים.

• מחזיק מדגם: מחזיק את המדגם כדי להבטיח שהמיקום שלו נשאר יציב.

צעדי ניסוי

הכנה של המדגם:

תאימו את החומר הנבדק (כמו פלדת עמוד או גליון ברזל) במוחזק המדגם, תוך הבטחת יציבות מיקומו.

הכנה של סליל המגנטיזציה:

טפלו את סליל המגנטיזציה הדוק סביב המדגם, תוך הבטחת הפצה אחידה.

חיבור המעגל:

חברו את סליל המגנטיזציה למקור החשמל ולאמפרמטר, תוך הבטחת תקינות החיבורים.

מקמו את חיישן אפקט הול במקום מתאים על המדגם כדי למדוד את האינדוקציה המגנטית B.

כיול הציוד:

כיילו את חיישן אפקט הול ואת האמפרמטר כדי להבטיח מדידות מדויקות.

דמגנטיזציה ראשונית:

בצעו דמגנטיזציה ראשונית של המדגם כדי להבטיח שהוא במצב מוגמר. ניתן להשיג זאת באמצעות יישום שדה מגנטי הפוך או חימום המדגם מעל נקודת קירי ולאחר מכן צירופו.

הגדל secara bertahap שדה מגנטי:

הגדל בהדרגה את הזרם I בסליל המגנטי ורשום את האינדוקציה המגנטית B עבור כל ערך זרם. השתמשו במערכת איסוף הנתונים כדי לתעד את הערכים המתאימים של I ו-B.

קטן בהדרגה שדה מגנטי:

קטן בהדרגה את הזרם I בסליל המגנטי ורשום את האינדוקציה המגנטית B עבור כל ערך זרם. המשיכו לתעד את הערכים המתאימים של I ו-B עד שהזרם חוזר לאפס.

חזור על המדידות:

כדי לקבל נתונים מדויקים יותר, חזור על הצעדים הנ"ל מספר פעמים כדי להבטיח את עקבותיות וה뢰נות של הנתונים.

שרטט את מעגל ההיסטרזה:

השתמשו בנתונים שנרשמו כדי לשרטט את הקשר בין האינדוקציה המגנטית B לחוזק השדה המגנטי H.

החוזק של השדה המגנטי H יכול להיות מחושב באמצעות הנוסחה הבאה: H = NI/L

כאשר:

• N הוא מספר הסיבובים בסליל המגנטי

• I הוא הזרם בסליל המגנטי

• L הוא האורך הממוצע של סליל המגנטי

ניתוח נתונים

קבעו את ההישארות Br:

ההישארות Br היא האינדוקציה המגנטית שנשארת בחומר כאשר חוזק השדה המגנטי H הוא אפס.

קבעו את הכפיפות Hc:

הכפיפות Hc היא חוזק השדה המגנטי הפוך הנדרש כדי להפחית את האינדוקציה המגנטית B מהערך המקסימלי החיובי שלה לאפס.

חישבו את אובדן ההיסטרזה:

אובדן ההיסטרזה יכול להוערך על ידי חישוב השטח המוגבל על ידי מעגל ההיסטרזה. אובדן ההיסטרזה Ph יכול לבוא לידי ביטוי באמצעות הנוסחה הבאה: P h = f⋅שטח מעגל ההיסטרזה כאשר:

f הוא התדירות (יחידת מידה: הרץ, Hz)

הנחיותUTIONS

• בקרה טמפרטורה: שמור על טמפרטורה קבועה במהלך הניסוי כדי למנוע את השפעת שינויים בטמפרטורה על תוצאות המדידה.

• תיעוד נתונים: הקפד על תיעוד מדויק ושלם של הנתונים כדי למנוע תקלות או שגיאות.

• כיול הציוד: בצע כיול רציף של הציוד הניסיוני כדי להבטיח את אמינות תוצאות המדידה.

על ידי עקיבה אחר הצעדים הללו, ניתן למדוד בצורה יעילה את מעגל ההיסטרזה של חומרים כמו ברזל, ולקבל תכונות מגנטיות חשובות. הפרמטרים הללו הם קריטיים לבחירת חומרים ושימוש בהם.