匝數(shù)對(duì)磁導(dǎo)率測(cè)試的影響分析

從軟磁材料的u~H曲線出發(fā)，研究在磁導(dǎo)率u的測(cè)量過程中，測(cè)試線圈匝數(shù)N對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。闡明N取一定數(shù)值時(shí)測(cè)出磁導(dǎo)率u值為最高的原因。關(guān)于測(cè)試樣環(huán)上測(cè)試磁場(chǎng)H徑向不均勻的影響，用積分法解決。指出環(huán)磁導(dǎo)率與材料真實(shí)磁導(dǎo)率之間的差異。介紹用簡(jiǎn)易儀器測(cè)量材料起始磁導(dǎo)率ui的方法。

　　眾所周知，$磁導(dǎo)率$μ是軟磁材料的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。對(duì)磁導(dǎo)率μ的測(cè)量基本上都是在標(biāo)準(zhǔn)樣環(huán)上繞線測(cè)量。測(cè)量出其繞組線圈的電感量L，然后用L計(jì)算出材料的磁導(dǎo)率。但是，對(duì)于同一只樣環(huán)，用不同儀器或用同一臺(tái)儀器而繞的測(cè)試匝數(shù)不同，測(cè)出的材料磁導(dǎo)率μ差異可能很大。有時(shí)會(huì)由此引起供、需雙方的矛盾或糾紛。特別是測(cè)試線圈匝數(shù)不同造成的測(cè)試μ值不同，有時(shí)匝數(shù)多測(cè)出的μ值較低，但有時(shí)匝數(shù)增多測(cè)出的μ值卻變高。這會(huì)使一些測(cè)試人員迷惘不解。本文試圖根據(jù)測(cè)試原理闡明測(cè)試儀器、測(cè)試線圈匝數(shù)以及計(jì)算公式不同對(duì)磁導(dǎo)率測(cè)試的影響。

　　有關(guān)的磁導(dǎo)率概念

　　對(duì)于均勻的磁性介質(zhì)，如果把它放入均勻的磁場(chǎng)H中被磁化，磁介質(zhì)本身就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加磁場(chǎng)H'，H'和H的方向相同。H'與H疊加起來的總磁場(chǎng)強(qiáng)度稱為這種磁性材料的磁通密度B[1]。由此可見，磁通密度B和磁場(chǎng)強(qiáng)度H本質(zhì)上都是表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。但是，它們所使用單位的名稱及單位的大小都可能不同。在往常使用的高斯單位制中，H的單位用奧斯特(Oe)，B的單位用高斯(Gs)，奧斯特和高斯這兩個(gè)單位名稱不同大小卻完全相等。在現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)使用的國(guó)際單位制中，B的單位用特斯拉(T)，H的單位用安每米(A/m)，B和H的單位不再相等，1A/m =4×10-7T。磁通密度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之比，稱為材料的磁導(dǎo)率，它們的數(shù)值之比被稱為絕對(duì)磁導(dǎo)率μ絕，它們這兩個(gè)物理量大小之比被稱為相對(duì)磁導(dǎo)率μ。顯然，在高斯單位制中，因?yàn)锽和H的單位相等，它們的數(shù)值之比就等于它們量值的大小之比。所以，在高斯單位制中，材料的相對(duì)磁導(dǎo)率與絕對(duì)磁導(dǎo)率相等，用不著區(qū)分絕對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)磁導(dǎo)率。對(duì)于真空來說，它不會(huì)產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，B就等于H，所以真空的磁導(dǎo)率等于1。在國(guó)際單位制中，由于B和H的單位大小不再相等，它們的數(shù)值之比μ絕不能代表它們的物理量大小之比μ，材料的相對(duì)磁導(dǎo)率與其絕對(duì)磁導(dǎo)率不再相等。對(duì)于真空來說，因?yàn)椴荒墚a(chǎn)生附加磁場(chǎng)，B和H這兩個(gè)物理量就相等，所以真空的相等磁導(dǎo)率μ等于1。若在真空中某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H為yA/m ，則該點(diǎn)的磁通密度B應(yīng)為4πy×10-7T，于是該點(diǎn)的B與H的數(shù)值之比即為國(guó)際單位制中的真空絕對(duì)磁導(dǎo)率μ0=4π×10-7H/m。一般軟磁材料的絕對(duì)磁導(dǎo)率再除以μ0即可得到其相對(duì)磁導(dǎo)率μ=B/μ0H。如果不加說明，提及到磁導(dǎo)率時(shí)指的均是相對(duì)磁導(dǎo)率。