解析磁导率 公式方法原理

解析磁导率 公式方法原理

解析磁导率 公式方法原理

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，找个公式算就了。其实不然，对同只样环，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。成测试结果差别大的原因，并非每个测试人员都有力搞得清楚。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。

2.1 计算公式的影响

大家知道，测量磁导率μ的方法般是在样环上绕N匝线圈测其电感L，因为可推得L的表达式为:

L=μ0 μN^2A/l (1)

所以，由(1)式导出磁导率 的计算公式为:

μ=Ll/μ0N^2A (2)

式中:l为磁心的磁路长度，A为磁心的横截面积。

对于具有矩形截面的环型磁芯，如果把它的平均磁路长度l=π(D+d)/2就当作磁心的磁路长度l，把截面积A=h(D-d)/2，μ0=4π×10-7都代入(2)式得:

μ=L(D+d)*10/4Nh(D-d) (3)

式中，D为环的外直径，d为内径，h为环的度，如图2所示。把环的内径d=D-2a代入(3)式得:

μ=L(D-a)*10/4Nha (4)

式中:a为环的壁厚。

对于内径较小的环型磁心，内径不如壁厚容易测量，所以用(4)式方便。(4)式与(3)式是等效的，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。根据(1)式，可写出每个薄壁环产生的电感dL