Koji je postupak za mjerenje histereze petlje materijala poput željeza

Postupak mjerenja histereze petlje materijala poput čelika

Mjerenje histereze petlje (Hysteresis Loop) materijala poput čelika je važan eksperimentalni postupak koji se koristi za proučavanje magnetskih svojstava tih materijala. Histereza petlja pruža ključne informacije o gubitku energije, koercitivnosti i ostatak magnetske indukcije tijekom procesa magnetiziranja i demagnetiziranja. Ispod je detaljan postupak za mjerenje histereze petlje:

Eksperimentalno opremo

• Izvor napona: Pruža stabilnu DC ili AC struju.

• Bobina za magnetiziranje: Opletena oko uzorka kako bi generirala magnetsko polje.

• Senzor Hall efekta: Koristi se za mjerenje magnetske indukcije B u uzorku.

• Ampermetar: Koristi se za mjerenje struje I kroz bobinu za magnetiziranje.

• Sustav prikupljanja podataka: Koristi se za zapisivanje i obradu eksperimentalnih podataka.

• Držač uzorka: Fiksira uzorak kako bi osigurao njegovu stabilnu poziciju.

Eksperimentalni koraci

Priprema uzorka:

Zaklonite probni materijal (poput čeličnog štapa ili čelične ploče) u držač uzorka, osiguravajući da je njegova pozicija stabilna.

Postavljanje bobine za magnetiziranje:

Opletnite bobinu za magnetiziranje cestito oko uzorka, osiguravajući da je ravnomjerno raspoređena.

Povezivanje kruga:

Povežite bobinu za magnetiziranje s izvorom napona i ampermetrom, osiguravajući točnost veza u krugu.

Postavite senzor Hall efekta na odgovarajuće mjesto na uzorku kako biste mjerili magnetsku indukciju B.

Kalibracija opreme:

Kalibrirajte senzor Hall efekta i ampermetar kako biste osigurali točnost mjerenja.

Početno demagnetiziranje:

Izvršite početno demagnetiziranje uzorka kako biste osigurali da se nalazi u stanju nulte magnetizacije. To može biti postignuto primjenom inverznog magnetskog polja ili zagrijavanjem uzorka iznad njegove Curie točke i zatim hlađenjem.

Postepeno povećanje magnetskog polja:

Postepeno povećajte struju I kroz bobinu za magnetiziranje i zapisa magnetsku indukciju B za svaku vrijednost struje. Koristite sustav prikupljanja podataka za zapisivanje odgovarajućih vrijednosti I i B.

Postepeno smanjenje magnetskog polja:

Postepeno smanjite struju I kroz bobinu za magnetiziranje i zapisa magnetsku indukciju B za svaku vrijednost struje. Nastavite s zapisivanjem odgovarajućih vrijednosti I i 

B dok se struja ne vrati na nulu.

Ponovljena mjerenja:

Da biste dobili preciznije podatke, ponovite gore navedene korake više puta kako biste osigurali konzistentnost i pouzdanost podataka.

Crtanje histereze petlje:

Koristite zabeležene podatke za crtanje odnosa između magnetske indukcije B i jačine magnetskog polja H.

Jačina magnetskog polja H može se izračunati pomoću sljedeće formule: H= NI/L

gdje:

• N je broj zavojaka u bobini za magnetiziranje

• I je struja kroz bobinu za magnetiziranje

• L je prosječna duljina bobine za magnetiziranje

Analiza podataka

Određivanje ostatka magnetske indukcije Br:

Ostatak magnetske indukcije Br je magnetska indukcija koja ostaje u materijalu kada je jačina magnetskog polja H jednaka nuli.

Određivanje koercitivnosti Hc :

Koercitivnost Hc je inverzna jačina magnetskog polja potrebna za smanjenje magnetske indukcije B s njenog pozitivnog maksimalnog vrijednosti na nulu.

Izračun gubitka histereze:

Gubitak histereze može se procijeniti izračunavanjem površine obuhvaćene histerezijskom petljom. Gubitak histereze Ph može se izraziti pomoću sljedeće formule: P h =f⋅Površina histerezijske petlje gdje:

f je frekvencija (jedinica: herci, Hz)

Preventivne mjere

• Kontrola temperature: Održavajte konstantnu temperaturu tijekom eksperimenta kako biste spriječili utjecaj promjena temperature na rezultate mjerenja.

• Zapisivanje podataka: Osigurajte točno i potpuno zapisivanje podataka kako biste spriječili propuste ili greške.

• Kalibracija opreme: Redovito kalibrirajte eksperimentalnu opremu kako biste osigurali pouzdanost rezultata mjerenja.

Slijedeći ovaj postupak, histereza petlja materijala poput čelika može biti učinkovito izmjerena, a važna magnetska svojstva mogu biti dobivena. Ovi parametri su ključni za odabir materijala i njihovu primjenu.