匝數(shù)對磁導率測試的影響分析

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

　　眾所周知，$磁導率$μ是軟磁材料的一個關鍵技術指標。對磁導率μ的測量基本上都是在標準樣環(huán)上繞線測量。測量出其繞組線圈的電感量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(shù)不同，測出的材料磁導率μ差異可能很大。有時會由此引起供、需雙方的矛盾或糾紛。特別是測試線圈匝數(shù)不同造成的測試μ值不同，有時匝數(shù)多測出的μ值較低，但有時匝數(shù)增多測出的μ值卻變高。這會使一些測試人員迷惘不解。本文試圖根據(jù)測試原理闡明測試儀器、測試線圈匝數(shù)以及計算公式不同對磁導率測試的影響。

　　有關的磁導率概念

　　對于均勻的磁性介質(zhì)，如果把它放入均勻的磁場H中被磁化，磁介質(zhì)本身就會產(chǎn)生一個附加磁場H'，H'和H的方向相同。H'與H疊加起來的總磁場強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和磁場強度H本質(zhì)上都是表征磁場強弱的物理量。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單位名稱不同大小卻完全相等。在現(xiàn)在強調(diào)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。磁通密度與磁場強度之比，稱為材料的磁導率，它們的數(shù)值之比被稱為絕對磁導率μ絕，它們這兩個物理量大小之比被稱為相對磁導率μ。顯然，在高斯單位制中，因為B和H的單位相等，它們的數(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，材料的相對磁導率與絕對磁導率相等，用不著區(qū)分絕對磁導率和相對磁導率。對于真空來說，它不會產(chǎn)生附加磁場，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(shù)值之比μ絕不能代表它們的物理量大小之比μ，材料的相對磁導率與其絕對磁導率不再相等。對于真空來說，因為不能產(chǎn)生附加磁場，B和H這兩個物理量就相等，所以真空的相等磁導率μ等于1。若在真空中某點的磁場強度H為yA/m ，則該點的磁通密度B應為4πy×10-7T，于是該點的B與H的數(shù)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。如果不加說明，提及到磁導率時指的均是相對磁導率。