1tom243

9. METROLOGIA

Stratność określa się również jako stosunek mocy strat do objętości próbki. Jednoett. stratności jest odpowiednio 1 W/kg lub 1 W/m³. Ze względu na występowanie dw• ? składowych strat wywołanych histerezą i prądami wirowymi definiuje się ró\y5. odpowiednio stratność histerezową p_h i wiroprądową p_w.

Rozdział całkowitych strat na obie składowe może być dokonany zgodnie ze wzór¹ Steinmetza¹

(9.31)

Pc = Ph+P„ = «B”/+PB²/²

w którym: a, p — współczynniki; n — wykładnik, którego wartość zależy od wartości indukcji B.

Po podzieleniu wyrażenia (9.31) przez masę próbki można określić stratność

(9.32)

Pc = ~ = —+— = Ph+P u-m m m

Straty rozdziela się dokonując pomiarów przy różnych częstotliwościach i zakładając B = const. Przedstawiając wyniki pomiaru strat podzielone przez częstotliwość na wykresie otrzymujemy linię prostą, której współczynniki a i b można wyznaczyć graficznie (rys. 9.25), przy czym b = tga. Dla dowolnej częstotliwości można obliczyć stratność ze wzoru (9.33), a moc strat ze wzoru (9.34). A zatem:

_Pc = af+bf²    (9.33)

P_c = afm + bf²m    (9.34)

Rozdział strat można przeprowadzić też przy stałej częstotliwości i różnym współczynniku kształtu.

Rys. 9.25. Graficzna metoda rozdziału strat    Rys. 9.26. Układ do badania pętli histerezy metodą oscyloskopom

w ferromagnctykach

Moc strat i stratność w małych próbkach wyznacza się metodą oscyloskopową lub przy użyciu metod mostkowych, np. mostka Hohle’go.

Metodą oscyloskopową bada się zarówno duże próbki umieszczone w permeametrw-Epsteina, jak i małe, pierścieniowe (rys. 9.26). Na ekranie oscyloskopu ogląda się histerezy. Pole jej powierzchni jest proporcjonalne do energii "traconej w czasie jedne? cyklu, przypadającej na jednostkę objętości. Stratność określa wzór

Pc =fbhS„    <⁹'³⁵⁾

2

gdzie: b i h — stałe osi, odpowiednio T/cm i (A/m)/cm; S_p — powierzchnia Metody mostkowe mogą być stosowane przy różnych częstotliwościach.

Hohle’go (rys. 9.27) można zestawić posługując się typowym sprzętem laboratoryju Wyznacza się parametry równoległego schematu zastępczego R_p i L. wg następuj4^c> zależności:

r₃[R_a.+r₅+r₆)

R3(R* + R5 + R<>)_

^lp"VrCR_hR-_! + 2w²CR₂(R₄ + R₅ + R₆)

. którym: C i R₃...R₇ — parametry układu Hohle’go. ' Następnie można obliczyć stratność ze wzoru

Ul (UH C/,.2)² P~ R„m R_pm

przv czym Ł/_a»2 — wartość średnia napięcia, oraz przenikalność z zależności

Lpl Fc

zi SRo

(9.36)

(9.37)

(9.38)

w której: l_rc — długość drogi strumienia w próbce, z, — liczba zwojów uzwojenia pierwotnego, S — przekrój próbki, /z₀ — przenikalność próżni.

Norma definiuje także stratność mocy biernej

Q Ul

m a)L_pm

(9.39)

Rys. 9.28. Jarzmo do badania materiałów magnetycznie twardych wg normy IEC 404-5

1 — jarzmo. 2 — urządzenie do przesuwania nabiegunnika, 3 cewka magnesująca, 4 — cewka pomiarowa. 5 — czujnik natężenia pola magnetycznego, 6 próbka, 7 — nabiegunnik, 8 końcówka nabiegunnika

nesj^^aler'^aly magnetycznie twarde bada się w specjalnych jarzmach, np. w elektromag-mj_e® ^8 normy IEC 404-5 (rys. 9.28), przy czym próbka ma kształt prosty. Natężenie pola t_an5^z-^v się w powietrzu przy powierzchni próbki, pasem Rogowskiego lub hallotronem ujj^Hęjalnym. Zmiany indukcji mierzy się pośrednio metodą balistyczną lub strumienio-^Zetłl elektronicznym uwzględniając poprawki na strumień w powietrzu. Jako wynik

1

Wzory Steinmetza i oparta na nich metoda rozdziału strat nie są już aktualne, ate brak jest powsze^ ^ przyjętych wzorów, które można by zastosować do różnych materiałów.