Hva er prosessen for å måle hysteresekurven til et stoff som jern?

Prosess for måling av hystereseloop for materialer som jern

Måling av hystereseloopen (Hysteresis Loop) for materialer som jern er en viktig eksperimentell prosess som brukes til å studere de magnetiske egenskapene til disse materialene. Hystereseloopen gir viktig informasjon om energitap, koersivitet og remanens under magneisering og demagneisering. Nedenfor følger en detaljert prosedyre for måling av hystereseloopen:

Eksperimentell utstyr

• Strømforsyning: Gir en stabil DC- eller AC-strømforsyning.

• Magneiseringsspole: Omviklet rundt prøven for å generere et magnetfelt.

• Hall-effekt sensor: Brukes til å måle magnetisk induksjon B i prøven.

• Amperemeter: Brukes til å måle strømmen I gjennom magneiseringsspolet.

• Datainnsamlingsystem: Brukes til å registrere og behandle eksperimentelle data.

• Prøveholder: Fester prøven for å sikre at dens posisjon forblir stabil.

Eksperimentelle trinn

Forbered prøven:

Fastsett testmaterialet (som en jernstang eller jernplate) i prøveholderen, og sørger for at dets posisjon er stabil.

Sett opp magneiseringsspolet:

Vikte magneiseringsspolet tett rundt prøven, og sørger for at det er jevnt fordelt.

Koble kretsen:

Koble magneiseringsspolet til strømforsyningen og amperemeteren, og sørger for at kretskoblingene er korrekte.

Plasser Hall-effekt sensoren på en passende plass på prøven for å måle magnetisk induksjon B.

Kalibrer utstyret:

Kalibrer Hall-effekt sensoren og amperemeteren for å sikre nøyaktige målinger.

Inital demagneisering:

Utfør inital demagneisering av prøven for å sikre at den er i en null-magneisert tilstand. Dette kan oppnås ved å bruke et motsatt magnetfelt eller ved å varme prøven over sin Curie-punkt og deretter kjøle den ned.

Øk magnetfeltet gradvis:

Øk strømmen I gjennom magneiseringsspolet gradvis, og registrer magnetisk induksjon B for hver strømverdi. Bruk datainnsamlingsystemet til å registrere de tilsvarende verdiene av I og B.

Reduser magnetfeltet gradvis:

Reduser strømmen I gjennom magneiseringsspolet gradvis, og registrer magnetisk induksjon B for hver strømverdi. Fortsett med å registrere de tilsvarende verdiene av I og B til strømmen returnerer til null.

Gjenta målingene:

For å få mer nøyaktige data, gjenta de ovennevnte trinnene flere ganger for å sikre konsekvens og pålitelighet av dataene.

Plot hystereseloopen:

Bruk de innregistrerte dataene til å plotte forholdet mellom magnetisk induksjon B og magnetfeltstyrke H.

Magnetfeltstyrken H kan beregnes ved hjelp av følgende formel: H = NI/L

der:

• N er antallet spoler i magneiseringsspolet

• I er strømmen gjennom magneiseringsspolet

• L er gjennomsnittslengden av magneiseringsspolet

Dataanalyse

Bestem remanens Br:

Remanens Br er den magnetiske induksjonen som forblir i materialet når magnetfeltstyrken H er null.

Bestem koersivitet Hc:

Koersivitet Hc er den motsatte magnetfeltstyrken som kreves for å redusere magnetisk induksjon B fra sin positive maksimalverdi til null.

Beregn hysteresistap:

Hysteresistap kan estimeres ved å beregne arealet innsirklet av hystereseloopen. Hysteresistapet Ph kan uttrykkes ved følgende formel: P h = f⋅Areal av hystereseloopen hvor:

f er frekvensen (enhet: hertz, Hz)

Forsiktighetsregler

• Temperaturkontroll: Oppretthold en konstant temperatur under forsøket for å unngå påvirkning av temperaturendringer på måleresultatene.

• Datamelding: Sørg for nøyaktig og fullstendig datamelding for å unngå oversetter eller feil.

• Utstyrskalibrering: Kalibrer eksperimentelt utstyr regelmessig for å sikre påliteligheten av måleresultatene.

Ved å følge disse trinnene, kan hystereseloopen for materialer som jern effektivt måles, og viktige magnetiske egenskaper kan oppnås. Disse parametrene er avgjørende for materialevalg og anvendelse.