Метод измерения.Основными свойствами магнитотвердых материалов являются коэффициент возврата µΔ и удельная магнитная энергия WA.
Коэффициент возврата определяется как тангенс угла наклона прямой возврата:
, (15.1)
где: ΔB – изменение магнитной индукции на прямом участке линии возврата; ΔH – изменение напряженности поля; µ0 =4π 10–7 Гн/м – магнитная постоянная.
Измерение индукции производится датчиком на основе эффекта Холла.
Эффект Холла — появление в проводнике (или в полупроводнике) с плотностью тока, помещенном в магнитное поле напряжения U в направлении, перпендикулярном векторам и . Эффект открыт в 1879 г. американским физиком Э. Г. Холлом, который экспериментально установил следующее выражение для напряжения:
, (15.2)
где R – коэффициент пропорциональности (коэффициент Холла), его величина и знак зависят от химического состава проводника, от температуры и заряда носителей тока; I – сила тока в образце; В – индукция магнитного поля; d – толщина образца. Формулу (15.2) запишем в виде:
, (15.3)
где
Лабораторный индикатор индукции настроен таким образом, что k = 1, то есть напряжение 1 В на выходе соответствует индукции 1 Тл.
Закон полного тока для магнитной цепи:
(3.30)
где: Нм – напряженность магнитного поля создаваемого постоянным магнитом; hм - высота магнита; Нδ - индукция в воздушном зазоре; δ – толщина воздушного зазора.
Индукция в воздушном зазоре определяется по формуле:
(15.31)
Подставив из формулы (15.30) значение напряженности в воздушном зазоре и выразив Нм, получим:
(15.32)
Для лабораторной установки: δ1=2.5мм; δ2=4мм; hм=3мм.
Удельную магнитную энергию во внешнем пространстве найдем как площадь под кривой размагничивания, а так как она будет представлять собой прямоугольный треугольник со сторонами ВА и НА, энергия будет равна:
(15.33)
15.4. Используемое оборудование
Модули «Магнитотвердые материалы и индикатор магнитной индукции», «Мультиметр», «Модуль питания», датчик холла, соединительные проводники.