Koji je postupak merenja ciklusa histereze materijala poput željeza

Postupak merenja histereze materijala poput željeza

Merenje petlje histereze (Hysteresis Loop) materijala poput željeza je važan eksperimentalni postupak koji se koristi za proučavanje magnetnih osobina tih materijala. Petlja histereze pruža ključne informacije o gubitku energije, koercitivnosti i rezidualnoj magnetizaciji tokom procesa magnetizacije i demagnetizacije. Ispod sledi detaljan postupak za merenje petlje histereze:

Eksperimentalna oprema

• Izvor napajanja: Pruža stabilnu DC ili AC struju.

• Bobina za magnetizaciju: Savija se oko uzorka kako bi generisala magnetsko polje.

• Senzor Efekta Hola: Koristi se za merenje magnetske indukcije B u uzorku.

• Ammetar: Koristi se za merenje struje I kroz bobinu za magnetizaciju.

• Sistem za prikupljanje podataka: Koristi se za snimanje i obradu eksperimentalnih podataka.

• Držač uzorka: Fiksira uzorak kako bi se osigurala njegova stabilna pozicija.

Eksperimentalni koraci

Priprema uzorka:

Zakačite testirani materijal (poput željeznog čvora ili listove željeza) u držač uzorka, osiguravajući da je njegova pozicija stabilna.

Podešavanje bobine za magnetizaciju:

Cvrsto savijte bobinu za magnetizaciju oko uzorka, osiguravajući da je ravnomerno raspoređena.

Povezivanje kruga:

Povežite bobinu za magnetizaciju sa izvorom napajanja i ammetrom, osiguravajući da su veze u krugu ispravne.

Postavite senzor Efekta Hola na odgovarajuće mesto na uzorku kako biste merili magnetsku indukciju B.

Kalibracija opreme:

Kalibrirajte senzor Efekta Hola i ammetar kako biste osigurali tačne mere.

Inicijalna demagnetizacija:

Izvršite inicijalnu demagnetizaciju uzorka kako biste osigurali da se nalazi u stanju nula-magnetizacije. To se može postići primenom obrnutog magnetskog polja ili zagrevanjem uzorka iznad njegove točke Kuri i zatim hlađenjem.

Postepeno povećanje magnetskog polja:

Postepeno povećajte struju I kroz bobinu za magnetizaciju i zabeležite magnetsku indukciju B za svaku vrednost struje. Koristite sistem za prikupljanje podataka kako biste snimili odgovarajuće vrednosti I i B.

Postepeno smanjenje magnetskog polja:

Postepeno smanjite struju I kroz bobinu za magnetizaciju i zabeležite magnetsku indukciju B za svaku vrednost struje. Nastavite sa snimanjem odgovarajućih vrednosti I i B dok se struja ne vrati na nulu.

Ponavljanje merenja:

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

Crtež petlje histereze:

Koristite zabeležene podatke da nacrtate odnos između magnetske indukcije B i jačine magnetskog polja H.

Jačina magnetskog polja H može se izračunati koristeći sledeću formulu: H = NI/L

gde:

• N predstavlja broj zavojaka u bobini za magnetizaciju

• I predstavlja struju kroz bobinu za magnetizaciju

• L predstavlja prosečnu dužinu bobine za magnetizaciju

Analiza podataka

Određivanje rezidualne magnetizacije Br:

Rezidualna magnetizacija Br predstavlja magnetsku indukciju koja ostaje u materijalu kada je jačina magnetskog polja H jednaka nuli.

Određivanje koercitivnosti Hc:

Koercitivnost Hc predstavlja obrnutu jačinu magnetskog polja potrebnu da se magnetska indukcija B svede sa svoje pozitivne maksimalne vrednosti na nulu.

Izračunavanje gubitka histereze:

Gubitak histereze može se proceniti izračunavanjem površine ograničene petljom histereze. Gubitak histereze Ph može se izraziti koristeći sledeću formulu: Ph = f⋅Površina petlje histereze gde:

f predstavlja frekvenciju (jedinica: herc, Hz)

Preventivne mere

• Kontrola temperature: Održavajte konstantnu temperaturu tokom eksperimenta kako biste izbegli uticaj promena temperature na rezultate merenja.

• Snimanje podataka: Osigurajte tačno i kompletno snimanje podataka kako biste izbegli propuste ili greške.

• Kalibracija opreme: Redovno kalibrirajte eksperimentalnu opremu kako biste osigurali pouzdanost rezultata merenja.

Prateći ove korake, može se efektivno meriti petlja histereze materijala poput željeza, i dobiti važne magnetske osobine. Ovi parametri su ključni za selekciju materijala i njihovu primenu.