匝數對磁導率測試的影響

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

　　眾所周知，$磁導率$μ是軟磁材料的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標。對磁導率μ的測量基本上都是在標準樣環(huán)上繞線(xiàn)測量。測量出其繞組線(xiàn)圈的電感量L，然后用L計算出材料的磁導率。但是，對于同一只樣環(huán)，用不同儀器或用同一臺儀器而繞的測試匝數不同，測出的材料磁導率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。特別是測試線(xiàn)圈匝數不同造成的測試μ值不同，有時(shí)匝數多測出的μ值較低，但有時(shí)匝數增多測出的μ值卻變高。這會(huì )使一些測試人員迷惘不解。本文試圖根據測試原理闡明測試儀器、測試線(xiàn)圈匝數以及計算公式不同對磁導率測試的影響。

　　有關(guān)的磁導率概念

　　對于均勻的磁性介質(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(lái)的總磁場(chǎng)強度稱(chēng)為這種磁性材料的磁通密度B[1]。由此可見(jiàn)，磁通密度B和磁場(chǎng)強度H本質(zhì)上都是表征磁場(chǎng)強弱的物理量。但是，它們所使用單位的名稱(chēng)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(chēng)不同大小卻完全相等。在現在強調使用的國際單位制中，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)強度之比，稱(chēng)為材料的磁導率，它們的數值之比被稱(chēng)為絕對磁導率μ絕，它們這兩個(gè)物理量大小之比被稱(chēng)為相對磁導率μ。顯然，在高斯單位制中，因為B和H的單位相等，它們的數值之比就等于它們量值的大小之比。所以，在高斯單位制中，材料的相對磁導率與絕對磁導率相等，用不著(zhù)區分絕對磁導率和相對磁導率。對于真空來(lái)說(shuō)，它不會(huì )產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，B就等于H，所以真空的磁導率等于1。在國際單位制中，由于B和H的單位大小不再相等，它們的數值之比μ絕不能代表它們的物理量大小之比μ，材料的相對磁導率與其絕對磁導率不再相等。對于真空來(lái)說(shuō)，因為不能產(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率μ等于1。若在真空中某點(diǎn)的磁場(chǎng)強度H為yA/m ，則該點(diǎn)的磁通密度B應為4πy×10-7T，于是該點(diǎn)的B與H的數值之比即為國際單位制中的真空絕對磁導率μ0=4π×10-7H/m。一般軟磁材料的絕對磁導率再除以μ0即可得到其相對磁導率μ=B/μ0H。如果不加說(shuō)明，提及到磁導率時(shí)指的均是相對磁導率。