Demir gibi bir malzamenin histerizis döngüsünü ölçme süreci nedir?

Demir Gibi Malzemelerin Histeresis Döngüsünü Ölçme Süreci

Demir gibi malzemelerin histeresis döngüsünün (Hysteresis Loop) ölçülmesi, bu malzemelerin manyetik özelliklerini incelemek için kullanılan önemli bir deneysel prosedurdur. Histeresis döngüsü, manyetize ve demanyetize süreçleri sırasında enerji kaybı, zorlayıcı güç ve kalıcı manyetizma hakkında kritik bilgiler sağlar. Aşağıda histeresis döngüsünü ölçme için detaylı bir prosedür verilmiştir:

Deneysel Ekipman

• Güç Kaynağı: Kararlı DC veya AC güç kaynağı sağlar.

• Manyetize Bobin: Örneğin etrafına sarılır ve manyetik alan oluşturur.

• Hall Efekt Sensörü: Örnekteki manyetik endüksiyonu B ölçmek için kullanılır.

• Ampermetre: Manyetize bobindeki akımı I ölçmek için kullanılır.

• Veri Toplama Sistemi: Deneysel verileri kaydetmek ve işlemek için kullanılır.

• Örnek Tutucu: Örneğin konumunun sabit kalmasını sağlamak için kullanılır.

Deneysel Adımlar

Örneği Hazırlama:

Test malzemesini (demir çubuğu veya demir plakası gibi) örnek tutucuya sabitleyin, konumunun sabit kalmasını sağlayın.

Manyetize Bobinini Ayarlama:

Manyetize bobinini örneğin etrafına sıkıca sarın, eşit dağılmış olduğundan emin olun.

Devreyi Bağlantıya Alma:

Manyetize bobinini güç kaynağına ve ampermetreye bağlayın, devre bağlantılarının doğru olduğundan emin olun.

Hall efekt sensörünü örneğin üzerinde uygun bir pozisyonda yerleştirerek manyetik indüksiyonu B'yi ölçün.

Ekipmanı Kalibre Etme:

Hall efekt sensörünü ve ampermetreyi doğru ölçümler için kalibre edin.

İlk Demanyetizasyon:

Örneğin sıfır manyetize durumda olması için ilk demanyetizasyonunu gerçekleştirin. Bu, ters manyetik alan uygulayarak veya örneği Curie noktasının üzerinde ısıtıp soğutarak yapılabilir.

Manyetik Alanı Kademeli Artırma:

Manyetize bobinindeki akımı I kademeli olarak artırın ve her akım değerinde manyetik indüksiyonu B'yi kaydedin. Veri toplama sistemini, I ve B'nin karşılık gelen değerlerini kaydetmek için kullanın.

Manyetik Alanı Kademeli Azaltma:

Manyetize bobinindeki akımı I kademeli olarak azaltın ve her akım değerinde manyetik indüksiyonu B'yi kaydedin. Akım sıfıra kadar dönerken, I ve B'nin karşılık gelen değerlerini kaydetmeye devam edin.

Ölçümleri Tekrarla:

Daha kesin veri elde etmek için yukarıdaki adımları birkaç kez tekrarlayın, verilerin tutarlılığını ve güvenilirliğini sağlayın.

Histeresis Döngüsünü Çizme:

Kaydedilen verileri kullanarak, manyetik indüksiyon B ile manyetik alan gücü H arasındaki ilişkiyi çizdirin.

Manyetik alan gücü H aşağıdaki formülle hesaplanabilir: H = NI/L

burada:

• N, manyetize bobinin sarmal sayısıdır

• I, manyetize bobininden geçen akımdır

• L, manyetize bobinin ortalama uzunluğudur

Veri Analizi

Kalıcı Manyetizmayı Br Belirleme:

Kalıcı manyetizma Br, manyetik alan gücü H sıfır olduğunda malzemedeki kalan manyetik indüksiyondur.

Zorlayıcı Gücü Hc Belirleme:

Zorlayıcı güç Hc, manyetik indüksiyonu B'yi pozitif maksimum değerinden sıfıra indirmek için gereken ters manyetik alan gücündür.

Histeresis Kaybını Hesaplama:

Histeresis kaybı, histeresis döngüsüyle çevrili alanı hesaplayarak tahmin edilebilir. Histeresis kaybı Ph, aşağıdaki formülle ifade edilebilir: P h = f⋅Histeresis döngüsü alanı burada:

f frekansıdır (birim: hertz, Hz)

Önlemler

• Sıcaklık Kontrolü: Deney sırasında sıcaklığın sabit kalmasını sağlayarak, sıcaklık değişikliklerinin ölçüm sonuçlarına etkisi önlenmelidir.

• Veri Kaydı: Doğru ve tam veri kaydı yaparak, eksiklikler veya hatalar önlenmelidir.

• Ekipman Kalibrasyonu: Deneysel ekipmanları düzenli olarak kalibre ederek, ölçüm sonuçlarının güvenilirliğini sağlayın.

Bu adımlara uymak, demir gibi malzemelerin histeresis döngüsünün etkili bir şekilde ölçülmesine ve önemli manyetik özelliklerin elde edilmesine olanak tanır. Bu parametreler, malzeme seçimi ve uygulaması için kritiktir.