
【電】 hysteresimeter
【電】 hystereis loss; magnetic hysteresis loss
idea; plan; calculate; count; meter; stratagem
【醫】 meter
磁滞損失計(Hysteresis Loss Meter)是一種用于測量磁性材料在交變磁場中因磁滞現象導緻的能量損耗的儀器。其核心功能是量化材料在磁化與退磁循環過程中以熱能形式散失的能量,這一指标對電力設備(如變壓器、電機)的效率評估至關重要。
磁滞損失(Hysteresis Loss)的物理本質是磁性材料内部磁疇壁運動受阻時産生的能量消耗。其數學表達式為: $$ P_h = k_h cdot f cdot B_m^n $$ 其中,$k_h$為材料常數,$f$為磁場頻率,$B_m$為最大磁通密度,$n$通常取1.6-2.1。磁滞損失計通過精密電磁線圈和感應傳感器捕獲材料的動态磁化曲線,并積分計算損耗面積。
國際電工委員會(IEC)在IEC 62044-3中規定了磁滞測量的基礎方法,要求測試頻率範圍為50Hz-10kHz,溫度控制精度需達到±1℃。美國材料試驗協會(ASTM)的A343标準則詳細描述了環形試樣的制備規範。
磁滞損耗是磁性材料在交變磁場中因磁疇翻轉摩擦而産生的能量損耗,最終轉化為熱能。以下是其核心概念及計算方法的綜合說明:
基本概念
磁滞損耗指鐵磁材料(如鐵芯、鐵氧體)在交變磁場中,因磁疇反複翻轉導緻的内部分子摩擦損耗。這種損耗與材料的磁滞回線特性直接相關,回線面積越大,損耗越高。
物理機制
當外加磁場方向變化時,材料内部磁疇需重新排列,但由于磁滞現象(即磁化強度滞後于磁場強度),部分能量無法完全恢複,形成不可逆損耗。
理論模型
磁滞損耗的單位體積能量($P_h$)可通過磁滞回線面積積分計算:
$$
P_h = oint H , dB
$$
實際應用中,常用Steinmetz經驗公式簡化計算:
$$
P_h = k_h cdot f cdot B_m^n
$$
其中,$k_h$為材料系數,$f$為磁場頻率,$B_m$為最大磁感應強度,$n$為指數(通常1.6~2.0)。
影響因素
在電力設備(如變壓器、電機)中,磁滞損耗是鐵損的主要組成部分。降低損耗的方法包括:
如需更詳細的公式推導或工程案例,可參考電磁學教材或專業文獻。
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