磁导率(表征磁介质磁性的物理量)
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更新时间:2023-05-20
磁导率
表征磁介质磁性的物理量
基本信息
中文名 | 磁导率 |
外文名 | magnetic permeability |
拼音 | cí dǎo lǜ |
定义 | 表征磁介质磁性的物理量 |
符号 | μ |
计算公式 | μ=B / H |
收起
简介
常用参数
(3)饱和磁导率:基本磁化曲线饱和段的磁导率,值一般很小,深度饱和时,。
(4)差分(增量)磁导率。及是在()点所取的增量如图1和图2所示。
(5)微分磁导率,,在()点取微分,可得。
可知:,,,三者虽是在同一点上的磁导率,但在数值上是不相等的。
在众多的材料中,如果自由空间(真空)的,那么比1略大的材料称为顺磁性材料(如白金、空气等);比1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:
式中L——绕组的自感量(mH);
W——绕组匝数;
磁心常数,是磁路长度与磁心截面积的比值(mm).
(2)饱和磁感应强度。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。
(3)剩余磁感应强度。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)。
(5)温度系数温度系数为温度在范围内变化时,每变化相应磁导率的相对变化量,即
式中——温度为时的磁导率;
——温度为时的磁导率。
功能
方法原理
说起磁导率μ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。
公式的影响
大家知道,测量磁导率μ的方法一般是在样环上绕N匝线圈测其电感L,对于内径较小的环型磁心,内径不如壁厚容易测量,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μ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。
如果样环是由同一种材料组成,则计算出来的磁导率就是其材料的真正磁导率μ。它比其环磁导率略低一些。
线圈匝数影响
由于电感L与匝数N2成正比,按理说计算出来的磁导率μ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1kHz或10kHz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U,为信号源的输出阻抗。
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。结合图具体讨论匝数对磁导率测试的影响。
磁导率
U较低的情况
如前所述,对于高档仪器,如Agilent4284A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。这时测得的总是材料的起始磁导率μ,它与测试线圈匝数N无关。用同一台仪器,如果把测试电压调得比较高,不能再保证不同匝数测得的磁导率都是起始磁导率,这时所测得的磁导率又会与测试线圈匝数有关了。
U不能调情况
绝大多数测量电感的简便仪器,其测试电压和频率都不能灵活调节。如2810LCR电桥,其测试频率为100Hz或1kHz,测试电压小于0.3V。