Vad är processen för att mäta hysteresisloopen för ett material som järn?

Process för att mäta hysteresiska loopen hos material som järn

Att mäta hysteresiska loopen (Hysteresis Loop) av material som järn är en viktig experimentell process som används för att studera de magnetiska egenskaperna hos dessa material. Hysteresiska loopen ger viktig information om energiförlust, koercitivitet och remanens under magnetiserings- och demagnetiseringsprocesser. Nedan följer en detaljerad procedur för att mäta hysteresiska loopen:

Experimentell utrustning

• Strömförsörjning: Ger en stabil DC eller AC strömkälla.

• Magnetiseringsspole: Omsluter provet för att generera ett magnetfält.

• Hall-effektssensor: Används för att mäta den magnetiska induktionen B i provet.

• Strömavläsare: Används för att mäta strömmen I genom magnetiseringsspolet.

• System för datainsamling: Används för att registrera och bearbeta experimentella data.

• Provhållare: Fixerar provet för att säkerställa att dess position är stabil.

Experimentella steg

Förbered provet:

Fäst testmaterialet (som en järnstång eller järnplatta) i provhållaren och se till att dess position är stabil.

Montera magnetiseringspolet:

Omslut provet med magnetiseringspolet och se till att det är jämnt fördelat.

Anslut kretsen:

Anslut magnetiseringspolet till strömförsörjningen och strömavläsaren, och se till att kopplingarna i kretsen är korrekta.

Placera Hall-effektssensorn på lämplig plats på provet för att mäta den magnetiska induktionen B.

Kalibrera utrustningen:

Kalibrera Hall-effektssensorn och strömavläsaren för att säkerställa korrekta mätningar.

Inledande demagnetisering:

Utför inledande demagnetisering av provet för att säkerställa att det är i ett noll-magnetiserat tillstånd. Detta kan uppnås genom att applicera ett omvänt magnetfält eller genom att värma upp provet över dess Curiepunkt och sedan kyla ned det.

Öka magnetfältet gradvis:

Öka strömmen I genom magnetiseringspolet gradvis och registrera den magnetiska induktionen B vid varje strömuppsättning. Använd systemet för datainsamling för att registrera motsvarande värden av I och B.

Minska magnetfältet gradvis:

Minska strömmen I genom magnetiseringspolet gradvis och registrera den magnetiska induktionen B vid varje strömuppsättning. Fortsätt att registrera motsvarande värden av I och B tills strömmen återgår till noll.

Repetera mätningar:

För att få mer exakta data, repetera ovanstående steg flera gånger för att säkerställa konsekvens och tillförlitlighet i data.

Rita hysteresiska loopen:

Använd de insamlade datat för att rita sambandet mellan den magnetiska induktionen B och magnetfältets styrka H.

Magnetfältets styrka H kan beräknas med följande formel: H = NI/L

där:

• N är antalet vikter i magnetiseringspolet

• I är strömmen genom magnetiseringspolet

• L är det genomsnittliga längdmåttet på magnetiseringspolet

Dataanalys

Bestäm remanens Br:

Remanens Br är den magnetiska induktion som återstår i materialet när magnetfältets styrka H är noll.

Bestäm koercitivitet Hc:

Koercitivitet Hc är den omvända magnetfältets styrka som krävs för att reducera den magnetiska induktionen B från dess positiva maxvärde till noll.

Beräkna hysteresisk förlust:

Hysteresisk förlust kan uppskattas genom att beräkna arean innesluten av hysteresiska loopen. Hysteresiska förlusten Ph kan uttryckas med följande formel: P h = f⋅Area av hysteresiska loopen där:

f är frekvensen (enhet: hertz, Hz)

Precautioner

• Temperaturkontroll: Bevara en konstant temperatur under experimentet för att undvika påverkan av temperaturförändringar på mätresultaten.

• Datanotering: Se till att notera data korrekt och komplett för att undvika utelämnanden eller fel.

• Utrustningskalibrering: Kalibrera experimentutrustningen regelbundet för att säkerställa tillförlitligheten i mätresultaten.

Genom att följa dessa steg kan hysteresiska loopen för material som järn effektivt mätas, och viktiga magnetiska egenskaper kan erhållas. Dessa parametrar är avgörande för materialval och tillämpning.