Kaj je postopek za merjenje histereznega zanke materiala, kot je železo?

Postopek merjenja histereze materialov, kot je železo

Merjenje zanke histereze (Hysteresis Loop) materialov, kot je železo, je pomemben poskusni postopek, ki se uporablja za študij magnetnih lastnosti teh materialov. Zanka histereze prinaša ključne informacije o izgubah energije, koercitivnosti in ostanki med procesi magnetizacije in demagnetizacije. Spodaj je podroben postopek za merjenje zanke histereze:

Poskusno opremo

• Napajalna napetost: Osnovni vir stabilne enosmerne ali izmenične napetosti.

• Magnetizacijski čevlji: Obtegnani okoli vzorca za ustvarjanje magnetnega polja.

• Senzor Hall-ovega učinka: Uporablja se za merjenje magnetne indukcije B v vzorcu.

• Ammeter: Uporablja se za merjenje toka I skozi magnetizacijske čevlje.

• Sistem za zajem podatkov: Uporablja se za zapis in obdelavo poskusnih podatkov.

• Držalo vzorcev: Fiksira vzorec, da bo njegova lega ostala stabilna.

Poskusni koraki

Priprava vzorca:

Zaklenite preskusni material (na primer železni trak ali plasta železa) v držalu vzorcev, da bo njegova lega ostala stabilna.

Namestitev magnetizacijskega čevlja:

Obtegnite magnetizacijske čevlje tesno okoli vzorca, da bodo ravnomerno porazdeljeni.

Povezava kruga:

Povežite magnetizacijske čevlje s napajalnim virom in ampermetrom, da bodo povezave kruga pravilne.

Postavite senzor Hall-ovega učinka na ustrezen položaj na vzorcu za merjenje magnetne indukcije B.

Kalibracija opreme:

Kalibrirajte senzor Hall-ovega učinka in ampermetr, da bodo meritve natančne.

Začetna demagnetizacija:

Izvedite začetno demagnetizacijo vzorca, da bo v stanju ničelne magnetizacije. To lahko dosežete z uporabo obratnega magnetnega polja ali segrevanjem vzorca nad njegovim Curievo točko in nato hlačenjem.

Postopno povečevanje magnetnega polja:

Postopno povečujte tok I skozi magnetizacijske čevlje in zabeležite magnetno indukcijo B pri vsaki vrednosti toka. Uporabite sistem za zajem podatkov za zapis ustrezne vrednosti I in B.

Postopno zmanjševanje magnetnega polja:

Postopno zmanjšujte tok I skozi magnetizacijske čevlje in zabeležite magnetno indukcijo B pri vsaki vrednosti toka. Nadaljujte zapisovanje ustrezne vrednosti I in 

B, dokler tok ne vrne na ničlo.

Ponavljanje meritev:

Za pridobitev bolj natančnih podatkov ponovite zgornje korake večkrat, da zagotovite konzistentnost in zanesljivost podatkov.

Izris zanke histereze:

Uporabite zabeležene podatke za izris odnosa med magnetno indukcijo B in močjo magnetnega polja H.

Moč magnetnega polja H se lahko izračuna z naslednjo formulo: H= NI/L

kjer:

• N je število zvitkov v magnetizacijskem čevlju

• I je tok skozi magnetizacijske čevlje

• L je povprečna dolžina magnetizacijskega čevlja

Analiza podatkov

Določite ostanki Br:

Ostanek Br je magnetna indukcija, ki ostane v materialu, ko je moč magnetnega polja H enaka nič.

Določite koercitivnost Hc :

Koercitivnost Hc je obratna moč magnetnega polja, potrebna za zmanjšanje magnetne indukcije B od njenega pozitivnega maksimalnega vrednosti na nič.

Izračun izgub histereze:

Izgube histereze lahko ocenite z izračunom območja, ki ga omejuje zanka histereze. Izgube histereze Ph se lahko izrazijo z naslednjo formulo: P h =f⋅Površina zanke histereze kjer:

f je frekvenca (enota: herci, Hz)

Previdnost

• Kontrola temperature: V času poskusa ohranite konstantno temperaturo, da se izognete vplivu sprememb temperature na rezultate meritev.

• Zapisovanje podatkov: Zagotovite natančno in popolno zapisovanje podatkov, da se izognete previdnostim ali napakam.

• Kalibracija opreme: Pravilno kalibrirajte poskusno opremo, da zagotovite zanesljivost rezultatov meritev.

S sledenjem teh korakov se lahko učinkovito meri zanka histereze materialov, kot je železo, in pridobijo pomembne magnetne lastnosti. Ti parametri so ključni za izbiro in uporabo materialov.