下载

1下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 磁导率介绍

磁导率介绍.doc

磁导率介绍

时空之人
2018-02-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《磁导率介绍doc》,可适用于自然科学领域

简介中文名称:磁导率英文名称:magneticpermeability定义:磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。分为绝对磁导率和相对磁导率是表征磁介质导磁性能的物理量。磁导率mu等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比即mu=BH通常使用的是磁介质的相对磁导率mur其定义为磁导率mu与真空磁导率mu之比即mur=mumu相对磁导率mur与磁化率chi的关系是:mur=chi磁导率mu相对磁导率mur和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。对于顺磁质mur对于抗磁质mur但两者的mur都与相差无几。在大多数情况下,导体的相对磁导率等于在铁磁质中B与H的关系是非线性的磁滞回线mur不是常量与H有关其数值远大于。例如如果空气(非磁性材料)的磁导率是则铁氧体的磁导率为即当比较时以通过磁性材料的磁通密度是,倍。涉及磁导率的公式:磁场的能量密度=B^mu在国际单位制(SI)中相对磁导率mur是无量纲的纯数磁导率mu的单位是亨利米(Hm)。常用的真空磁导率常用参数()初始磁导率mui:是指基本磁化曲线当Hrarr时的磁导率()最大磁导率mum:在基本磁化曲线初始段以后随着H的增大斜率mu=BH逐渐增大到某一磁场强度下(Hm)磁密度达到最大值(Bm)即()饱和磁导率muS:基本磁化曲线饱和段的磁导率mus值一般很小深度饱和时mus=muo。()差分(增量)磁导率muDelta∶muDelta=△B△H。DeltaB及△H是在(BH)点所取的增量如图和图所示。()微分磁导率mud∶mud=dBdH在(BH)点取微分可得mud。可知:mu=BHmu△=△B△Hmud=dBdH三者虽是在同一点上的磁导率但在数值上是不相等的。非磁性材料(如铝、木材、玻璃、自由空间)B与H之比为一个常数用mu。来表示非磁性材料的的磁导率即mu。=(在CGS单位制中)或mu。=piXo-(在RMKS单位制中)。在众多的材料中如果自由空间(真空)的muo=那△么比略大的材料称为顺磁性材料(如白金、空气等)比略小的材料称为反磁性材料(如银、铜、水等)。本章介绍的磁性元件mu是大有用处的。只有在需要磁屏蔽时才会用铜等反磁性材料做成屏蔽罩使磁元件的磁不会辐射到空间中去。下面给出几个常用的参数式:()有效磁导率muro。在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略)磁心的有效磁导率为:式中Lmdashmdash绕组的自感量(mH)Wmdashmdash绕组匝数磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm).()饱和磁感应强度Bs。随着磁心中磁场强度H的增加磁感应强度出现饱和时的B值称为饱和磁感应强度B。()剩余磁感应强度Br。磁心从磁饱和状态去除磁场后剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。()矫顽力Hco。磁心从饱和状态去除磁场后继续反向磁化直至磁感应强度减小到零此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。()温度系数amudeg温度系数为温度在T~T范围内变化时每变化℃相应磁导率的相对变化量即式中murmdashmdash温度为T时的磁导率murmdashmdash温度为T时的磁导率。值得注意的是:除了磁导率mu与温度有关系之外饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br、矫顽力Hc以及磁心比损耗Pcv(单位重量损耗Wkg)等磁参数也都与磁心的工作温度有关。功能磁导率的测量是间接测量测出磁心上绕组线圈的电感量再用公式计算出磁芯材料的磁导率。所以磁导率的测试仪器就是电感测试仪。在此强调指出有些简易的电感测试仪器测试频率不能调而且测试电压也不能调。例如某些电桥测试频率为Hz或kHz测试电压为V给出的这个V并不是电感线圈两端的电压而是信号发生器产生的电压。至于被测线圈两端的电压是个未知数。如果用高档的仪器测量电感例如AgilentA精密LCR测试仪不但测试频率可调而且被测电感线圈两端的电压及磁化电流都是可调的。了解测试仪器的这些功能对磁导率的正确测量是大有帮助的。方法原理说起磁导率mu的测量似乎非常简单在材料样环上随便绕几匝线圈测其电感找个公式一算就完了。其实不然对同一只样环用不同仪器绕不同匝数加不同电压或者用不同频率都可能测出差别甚远的磁导率来。造成测试结果差别极大的原因并非每个测试人员都有精力搞得清楚。本文主要讨论测试匝数及计算公式不同对磁导率测量的影响。计算公式的影响大家知道测量磁导率mu的方法一般是在样环上绕N匝线圈测其电感L因为可推得L的表达式为:L=mumuN^Al()所以由()式导出磁导率的计算公式为:mu=LlmuN^A()式中:l为磁心的磁路长度A为磁心的横截面积。对于具有矩形截面的环型磁芯如果把它的平均磁路长度l=pi(Dd)就当作磁心的磁路长度l把截面积A=h(Dd)mu=pitimes都代入()式得:mu=L(Dd)*Nh(Dd)()式中D为环的外直径d为内径h为环的高度如图所示。把环的内径d=Da代入()式得:mu=L(Da)*Nha()式中:a为环的壁厚。对于内径较小的环型磁心内径不如壁厚容易测量所以用()式比较方便。()式与()式是等效的它们的由来是把环的平均磁路长度当成了磁心的磁路长度。用它们计算出来的磁导率称为材料的环磁导率。有人说用环型样品测量出来的磁导率就叫环磁导率这种说法是不正确的。实际上环磁导率比材料的真实磁导率要偏高一些且样环的壁越厚误差越大。对于样环来说在相同安匝数磁动势激励下磁化场在径向方向上是不均匀的。越靠近环壁的外侧面磁场就越弱。在样环各处磁导率mu不变的条件下越靠近环壁的外侧环的磁通密度B就越低。为了消除这种不均匀磁化对测量的影响我们把样环看成是由无穷多个半径为r壁厚无限薄为dr的薄壁环组成。根据()式可写出每个薄壁环产生的电感dL为:()、由()式对r从内半径r到外半径r积分既得到整个样环产生的电感L:()、由()式导出计算磁导率的精确公式为:()、为了便于实际应用可把()式化为()、上式中:D为样环外径d为内径。把自然对数换为常用对数()式被化为:()、如果样环是由同一种材料组成则用()、()或()式计算出来的磁导率就是其材料的真正磁导率mu。它比其环磁导率略低一些。测试线圈匝数N的影响由于电感L与匝数N成正比按理说用()式计算出来的磁导率mu不应该再与匝数N有关系但实际上却经常有关系。关于材料磁导率的测量一般使用的测试频率都不高经常在kHz或kHz的频率测试。测试信号一般都是使用正弦信号因为频率不高样环绕组线圈阻抗的电阻部分可忽略不计把绕组线圈看作一个纯电感L接在测量仪器上。测试等效电路如图所示仪器信号源产生的电压有效值为URi为信号源的输出阻抗。由图很容易写出磁化电流的表达式:()、上式中omega为仪器信号源的角频率L为样环绕组线圈的电感。L=mumuNAele()()、中Ae为磁心的有效截面积le为磁心的有效磁路长度。如果把环型磁心的Ae和le代入()式就会变为与()式的结果相同。测试电流产生的有效磁场强度峰值Hm为:()、把()式和()式都代入()式得到:()、由()式可知当(omegamumuAe)N远小于leRi时()式可近似为:()、上式告诉我们测试线圈匝数很少时测试磁场强度与匝数成正比。随着匝数的增多当达到(omegamumuAe)N远大于leRi时()式可近似为:()由()式可知测试线圈匝数太多时测试磁场强度又会与匝数成反比。从以上分析得知测量磁导率时样环中的磁化场强度与测试线圈的匝数有关当匝数为某一定值时磁场强度就会达到最强值。而材料的磁导率又与磁化场强密切相关所以导致磁导率的测量与测试线圈匝数有关。现在结合图具体讨论匝数对磁导率测试的影响。测试电压U较低的情况如前所述对于高档仪器如AgilentA精密LCR测试仪它的测试电压可以调得极低以至于测试磁场强度随匝数的变化达到最强时仍然没有超出磁导率的起始区。这

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/5

磁导率介绍

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利