用4294阻抗分析仪测量磁芯复数磁导率
测量磁导率
一、测量磁导率 一．实验目的：测量介质中的磁导率大小 二．实验器材：DH4512型霍尔效应实验仪和测试仪一套，线圈一副（N匝）万用表一个三．实验步骤 1. 测量并计算磁场强度H ○1测量线圈周长L。 ○2线圈通电，测的线圈中的电流为I0，则总的电流为I M=N ?I0 ○3由磁介质安培环路定理的积分形式可知：∮c H ?dl=I故H ?L= N ?I0，H=（N ?I0）/L. 2.测量并计算磁感应强度B——利用霍尔效应实验 ○1实验原理： 霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。如下图1所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is（称为工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流Is相反的X负向运动。由于洛仑兹力f L作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。 与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力f E的作用。随着电荷积累的增加，f E增大，当两力大小相等（方向相反）时，f L=－f E，则电子积累便达到动态平衡。这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H，相应的电势差称为霍尔电势V H。 设电子按平均速度，向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛仑兹力为： f L=－e B 式中：e 为电子电量，为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。 同时，电场作用于电子的力为：f l E
材料的介电常数和磁导率的测量
无机材料的介电常数及磁导率的测定 一、实验目的 1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。 二、实验原理 1.介电性能 介电材料（又称电介质）是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下，构成电介质材料的内部微观粒子，如原子，离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离，并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动，从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关，在特定的的频率范围主要有四种极化机制：电子极化 (electronic polarization ，1015Hz)，离子极化 (ionic polarization ，1012～1013Hz)，转向极化 (orientation polarization ，1011～1012Hz)和空间电荷极化 (space charge polarization ，103Hz)。这些极化的基本形式又分为位移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关，极化的建立需要消耗一定的时间，也通常伴随有能量的消耗，如电子松弛极化和离子松弛极化。 相对介电常数（ε），简称为介电常数，是表征电介质材料介电性能的最重要的基本参数，它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。ε的数值等于以该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器的电容量之比值。表达式如下： A Cd C C ?==001εε （1） 式中C 为含有电介质材料的电容器的电容量；C 0为相同情况下真空电容器的电容量；A 为电极极板面积；d 为电极间距离；ε0为真空介电常数，等于8.85×10-12 F/m 。 另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗，一般用损耗角的正切（tanδ）表示。它是指材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应
热导检测器工作原理、结构组成及检测条件
热导检测器 热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。 一、工作原理 TCD由热导池及其检测电路组成。图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。 R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。 当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至 B 点汇合，而后回到电源。这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf，池体处于一定的池温 Tw。一般要求Tf与Tw差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1R3＝R2R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。M、N 二点电位不等，即有电位差，输出信号。 二、热导池由热敏元件和池体组成 1 热敏元件 热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。（1）热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为～1.0mm的小珠，密封在玻壳内。 热敏电阻有三个优点：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小，可作成0.25mm直径的小球，这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。 热敏电阻也有三个缺点：①热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降，因此，通常热敏电阻要在120℃以下使用。使用范围受到极大的限制；②与热丝相比，热敏电阻的温度系数大，表现为其响应值对于温度的变化十分敏感。例如在60℃时，池温改变1℃，热敏电阻和热丝的基线漂移分别为和，前者比后者大一倍多，因此，热敏电阻的稳定性差，特别是在程升操作时，尤为突出；③热敏电阻对还原条件十分敏感，故不能用氢气作载气。 目前，只有下二情况可用热敏电阻作热敏元件；一是低温痕量分析；二是需小池体积配毛细管柱。其他情况很少用热敏电阻，而多用热丝。而且，近年热敏电阻可作成小池体积的优势也在逐渐下降。 （2）热丝一个性能优异的TCD，对热丝的要求主要考虑四点：①电阻率高，以便可在相同长度内得到高阻值；②电阻温度系数大，以便通桥流加热后得到高阻值；③强度好；④耐氧化或腐蚀。①、②是为了获得高灵敏度，同时丝体积小，可缩小池体积，制作。③、④是为了获得高稳定性。表 3 -2-3 列出了商品TCD中常用的热丝性能。 钨丝电阻率低，相同长度之阻值只有铁铼丝的一半，灵敏度难以提高。另外，钨丝强度差，高温下易氧化，致使噪声增加、信!噪比下降。
磁导率
磁导率表示物质磁化性能的一个物理量，是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比，又成为绝对磁导率。物质的绝对磁导率和真空磁导率（设为μ0=4*3.14*0.0000001H/m）比值称为相对磁导率，也就是我们一般意义上的磁导率。对于顺磁质μr＞1，对于抗磁质μr＜1，但它们都与1相差很小（例如铜的μr与1之差的绝对值是0．94×10-5）。然而铁磁质的μr可以大至几万。 非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为1.00000004；铂为1.00026；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。 所以，铜虽然具有抗磁性，但相对磁导率也有0.99990;纯铁为顺磁性物质，其相对磁导率会达到400以上。所以用铜裹住铁并不能阻断磁力，而且是远远不能。在某些特殊情况下，铜的抗磁性就会表现出来，如规格很小的烧结钕铁硼磁体D3*0.8电镀镍铜镍后,磁通量会降低7-8%（当然，这个损失还包括倒角和镍层屏蔽导致的磁损）。 直截了当地讲，磁场无处不在，是不能阻断的。只不过各种物质导磁性有所差异，如空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等相对磁导率近似为1，它们对磁不感兴趣；而铁磁性材料如铸铁、铸钢、硅钢片、铁氧体、坡莫合金等材料具有良好的导磁性
霍尔效应法测量磁导率实验
霍尔效应法测量磁导率 【摘要】 至于磁场中的载流物体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象就是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的霍尔效应。人们根据霍尔效应不仅可以测定半导体材料参数，还可以生产高性能的霍尔元件。霍尔元件可以检测磁场、电流等物理量，而由检测磁场可进一步算出铁芯的磁导率。 【关键词】 霍尔效应 磁导率 磁场强度 一、引言 霍尔效应是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的一种磁电效应，置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，根据霍尔效应人们用半导体材料制造霍尔元件，通过测量元件两端的电压可以测量材料的灵敏度以及附加磁场的强度，并且可由磁场进一步推算铁心的磁导率μ。。在计算磁场强度B 时所引入的不确定度主要是由于仪器系统误差以及在数据处理中的数位处理所产生的，这些误差都是很难避免的。另外，在产生霍尔效应的同时，因伴随着各种副效应，以致实验测两极间的电压并不等于真实的霍尔电压VH 值，而是包含着各种副效应所引起的附加电压，因此要通过公式H V =(2V - 1V +3V -4V )/4进行修正 。 二、设计原理 2.1 运动的带电粒子在磁场中因受洛伦兹力的作用而发生偏转，在试样中通以电流时，由于正负电荷受力方向相反，则在两极可以积累偏转电荷，产生电压即形成电场如下图所示： 从图中可以看出电荷所受电场力与洛伦兹力方向相反，当两者动态平衡时有： 1H H H H H I B I B V E b S ne d d == =
由霍尔效应原理可知：H H H H B S V I kI d = = 再由线性关系中所得到的H H B S S k B k d d = ?= 由物理中H 的环路定理可得 00 N I H L H L =+并将B H μ = 、00 B H μ= 代 00000 M M N I L B L N I L L B μμμμμμ = ?= +- （其中H V ：霍尔电压，B 为外磁场，d 为霍尔片厚度； 1H S ne = 为霍尔系数） 上式说明在恒定霍尔电流情形下，H V 与B 是成正比的，所以在实际应用中，一般通过 H V 来研究B 的分布或通过H V 来研究H S 即材料的特性。 2.2 用对称测量法减小副效应的影响 综上所述，由于附加电压的存在，实测的电压，既包括霍尔电压U H ，也包括U 0、U E 、U N 和U RL 等这些附加电压，形成测量中的系统误差来源。但我们利用这些附加电压与电流I H 和磁感应强度B 的方向有关，测量时改变I H 和B 的方向基本上可以消除这些附加误差的影响。具体方法如下: 当（＋B ，＋I H ）时测量，V 1＝V H ＋V 0＋V E ＋V N ＋V RL （1） 当（＋B ，－I H ）时测量，V 2＝－V H －V 0－V E ＋V N ＋V RL （2） 当（－B ，－I H ）时测量，V 3＝V H －V 0+V E －V N －V RL （3） 当（－B ，＋I H ）时测量，V 4＝－V H ＋V 0－V E －V N －V RL （4） 式（1）－（2）＋（3）－（4）并取平均值，则得 )(4 14321V V V V V V E H -+-= +
热导分析仪维护
1.4热导分析仪 1.4.1框图及原理 热导式分析仪是利用各种气体的热传导速度各不相同的物理特性制成的，可分析混合气体中某组分的百分含量，彼此无化学反映的混合气体的导热系数近似为各组分导热系数的算术平均值。使用时需满足：混合气体中除被测组分外，其余组分导热系数相近，且被测组分与其余组分导热系数要有明显差别。即入（侧）>>入（其余），入（混）=入（其余）+〔入（侧）—入（其余）〕×C（侧），因H2的导热系数最大，传热能力最强，CO2、SO2、Ar等比一般气体导热系数小，故热导式分析仪一般用于测以上几种。 （1）热导式分析仪检测器（热导池）的工作原理 由于气体导热系数都很小，直接测量较难，一般使导热系数变化转为热敏电阻值的变化，经测组值来测待测组分的体积百分含量。 热导池一般为圆筒内垂直挂一热敏电阻（如铂丝），电阻上通电流，气室内电阻丝产生的热量为Q=0.24I2Rn（Rn：电流工作作用下电阻丝平衡温度Tn 时的阻值）。 电阻丝向四周散热形式有：周围气体的热传导、热对流、辐射散热、被流通气体带走的热量、电阻丝轴向热传导等，只有热传导是经导热系数来反映的，其余为干扰，为减少干扰可用加大电阻丝长度与直径比、控制电阻丝热平衡温度，减去气室内壁温度<200℃，减小气室内半径、使被测气体流量小且恒定等措施。 当电阻丝产生的热量与经气体热传导所散失的热量相等时达到热量平衡，此时经理论计算电阻丝阻值与导热系数间为单位函数。热导分析仪都有稳压、稳流、恒温装置以保证流过电阻丝的电流、壁温、气体流量稳定。 图1.4.1－1 （2）检测器类型及测量回路 检测器结构有分流式、对流式、扩散式、对流扩散式四种。
磁导率介绍
中文名称：磁导率 英文名称：magnetic permeability 定义：磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。分为绝对磁导率和相对 磁导率，是表征磁介质导磁性能的物理量。 磁导率μ等于中B与磁场强度H之比，即μ=B/H 通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定义为磁导率μ与μ0之比，即μr=μ/μ0 相对磁导率μr与χ的关系是：μr=1+χ 磁导率μ，相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。 对于μr>1；对于μr<1，但两者的μr都与1相差无几。在大多数情况下,导体的相对磁导率等于1.在中，B与 H 的关系是非线性的磁滞回线，μr不是常量，与H有关，其数值远大于1。 例如，如果空气(非)的磁导率是1，则的磁导率为10，000，即当比较时，以通过磁性材料的是10,000倍。 涉及磁导率的公式：
磁场的能量密度=B^2/2μ 在（SI）中，相对磁导率μr是无量纲的，磁导率μ的单位是/米（H/m）。 常用的真空磁导率 常用参数 (1)初始磁导率μi：是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率 (2)最大磁导率μm：在初始段以后，随着H的增大，斜率μ=B/H逐渐增大，到某一强度下(Hm)，磁密度达到最大值（Bm），即 （3）饱和磁导率μS：基本磁化曲线饱和段的磁导率，μs值一般很小，深度饱和时，μs=μo。
（4）（）磁导率μΔ∶μΔ=△B/△H。ΔB及△H是在（B1，H1）点所取的增量如图1和图2所示。 （5）微分磁导率，μd∶μd=dB /dH，在（B1，H1）点取微分，可得μd。 可知：μ1=B1/H1，μ△=△B /△H，μd=dB1/dH1，三者虽是在同一点上的磁导率，但在数值上是不相等的。 非磁性材料（如铝、木材、玻璃、自由空间）B与H之比为一个常数，用μ。来表示非磁性材料的的磁导率，即μ。=1（在CGS单位制中）或μ。=4πX10o－7（在RMKS中）。 在众多的材料中，如果自由空间（真空）的μo=1，那△么比1略大的材料称为顺磁性材料（如白金、空气等）；比1略小的材料，称为反磁性材料（如银、铜、水等）。本章介绍的磁性元件μ1是大有用处的。只有在需要时，才会用铜等反磁性材料做成使磁元件的磁不会辐射到空间中去。 下面给出几个常用的参数式： （1）有效磁导率μro。在用L形成闭合中（漏磁可以忽略），的有效磁导率为：
热导检测器(TCD)原理及操作注意事项
【资料】－热导检测器（TCD）原理及操作注意事项 热导检测器 热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。 一、工作原理 TCD由热导池及其检测电路组成。图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。 R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。 当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。从电源E 流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至 B 点汇合，而后回到电源。这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf，池体处于一定的池温Tw。一般要求Tf与Tw差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1?R3＝R2?R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。M、N二点电位相等，
电位差为零，无信号输出。当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。M、N二点电位不等，即有电位差，输出信号。 二、热导池由热敏元件和池体组成 1 热敏元件 热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。 （1）热敏电阻 ．．．．热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为0.1～1.0mm 的小珠，密封在玻壳内。 热敏电阻有三个优点 ．．：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小，可作成0.25mm直径的小球，这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。 热敏电阻也有三个缺点 ．．：①热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降，因此，通常热敏电阻要在120℃以下使用。使用范围受到极大的限制；②与热丝相比，热敏电阻的温度系数大，表现为其响应值对于温度的变化十分敏感。例如在60℃时，池温改变1℃，热敏电阻和热丝的基线漂移分别为10.4mV和5.0mV，前者比后者大一倍多，因此，热敏电阻的稳定性差，特别是在程升操作时，尤为突出；③热敏电阻对还原条件十分敏感，故不能用氢气作载气。 目前，只有下二情况可用热敏电阻作热敏元件；一是低温痕量分析；二是需小池体积配毛细管柱。其他情况很少用热敏电阻，而多用热丝。而且，近年热敏电阻可作成小池体积的优势也在逐渐下降。 （2）热丝 ．．一个性能优异的TCD，对热丝的要求主要考虑四点：①电阻率高，以便可在相同长度内得到高阻值；②电阻温度系数大，以便通桥流加热后得到高 阻值；③强度好；④耐氧化或腐蚀。①、②是为了获得高灵敏度 ．．．．，同时丝体积小 ，可缩小池体积，制作微TCD。③、④是为了获得高稳定性 ．．．．。表 3 -2-3 列出了商品TCD中常用的热丝性能。
多种材料的磁导率
非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为1.00000004；铂为1.00026；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。 铁粉心 磁导率10左右材料以优良的频率特性和阻抗特性良好的温度特性是雷 达和发射机滤波用电感器最佳材料； 磁导率33材料最适合在几十A到上百A的大电流逆变电感器，如果对体积和温升要求不高，可以使用其做频率底于 50KHz的开关电源输出电感器，APFC电感器； 磁导率75材料是做差模电感器和频率在20K左右的滤波电感器储能电感器的高性价比材料。 铁镍50 该材料最适合用做差模电感器但是价格很高，由于原来国内能做铁镍钼 的厂家做的铁镍钼性能很差，所以一些开关电源厂家和军工客户都使用 铁镍50材料做储能电感器，其实这是错误的选择，因为这种材料的损 耗仅好于铁粉心，是铁硅铝的2倍左右，是铁镍钼的三倍左右，但是该 材料同样磁导率下，直流叠加特性好于铁硅铝材料， 虽然它的Bs值达14000Gs，但是由于磁滞回线的形状不一样，所以它的 直流叠加特性并不好于铁镍钼材料（只是原来国内能做的厂家做的性能 较差）。 铁硅铝 高性价比材料，是铁粉心的替代品（不包括低磁导率铁粉心）。 铁镍钼
价格与铁镍50相当（我公司），损耗最低材料，频率特性最好的材料， 如果将您正在使用的国内公司的铁镍50材料换成我公司的铁镍钼材料 将大大提高您的模块效率。不信您可以索要样品适用。 四种金属磁粉心性能和价格对比
材料的介电常数和磁导率的测量
无机材料的介电常数及磁导率的测定 一、实验目的 1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用 Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。 二、实验原理 1. 介电性能 介电材料(又称电介质)是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负 电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用 下，构成电介质材料的内部微观粒子， 如原子， 离子和分子这些微观粒子的正负 电荷中心发生分离， 并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动， 从而 形成偶极子的过程。 极化现象和频率密切相关， 在特定的的频率范围主要有四种 15 极化机制：电子极化 (electronic polarization ，1015Hz)，离子极化 (ionic polarization ，1012～1013Hz)，转向极化 (orientation polarization ， 1011～1012Hz)和 空间电荷极化 (space charge polarization ，103Hz)。这些极化的基本形式又分为位 移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电 子位移极化和离子位移极化。 而松弛极化与质点的热运动密切相关， 极化的建立 需要消耗一定的时间， 也通常伴随有能量的消耗， 如电子松弛极化和离子松弛极 化。 相对介电常数( ε)，简称为介电常数，是表征电介质材料介电性能的最重 要的基本参数，它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。 ε的数值等于以 该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器 的电容量之比值。表达式如下： 式中 C 为含有电介质材料的电容器的电容量； C 0 为相同情况下真空电容器的电 容量；A 为电极极板面积； d 为电极间距离； ε0 为真空介电常数， 等于 8.85 ×10-12 F/m 。 另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗， 一般用损耗角的正切 tan δ)表示。它是指材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应 而引起的能量损耗。 材料的介电常数和介电损耗取决于材料结构和极化机理。 除 此之外，还与工作频率、环境温度、湿度有关。 在交变电场作用下，材料的介电常数常用复介电常数表达： C C 0 1 Cd 0A 1)
磁感应强度和磁导率
磁感应强度B 磁感应强度B可以这样定义，足够小的电流元Idl（I为导线回路中的恒定电流，dl为导线回路中沿电流方向所取的失量线元）在磁场中所受的力最大方向时，所受到的最大力dFmax与Idl的比值： B=dFmax/Idl 恒定磁场中各点的磁感应强度B都具有确定值,它由磁场本身决定,与电流元Idl 大小无关。电流会在其周围产生磁场。一个线圈绕得很紧密的载流螺绕环，总匝数N匝，电流I，利用安培环路定律可以求出螺绕环内离环心O半径r处P点的磁场的磁感应强度B0 B0=μ0NI/2πr 式中：μ0真空磁导率μ0=4πe-7 （N/A^2）；N总匝数；I电流，安A。 在SI中,磁感应强度B单位特[斯拉]T，1T=1N/A·m=1Wb/m^2。磁感应强度B的概念比较复杂,有各种定义方法，感兴趣的话可参阅相关参考书1T=10000Gs（高斯） 磁场强度H 磁场强度H与电场中的电位移矢量D相似。 真空中原来的磁场的磁感应强度B0，由于引入磁介质而产生附加磁场，其磁感应强度B’，则磁介质总的磁感应强度B是B0和B’的矢量和，即 B=B0+B’ B与B0的大小比称相对磁导率μr= B/B0 。对于铁磁质磁性很强的材料μr远远大于1。不同的物质对磁场的影响非常大，因此引出了一个辅助矢量——磁场强度H。磁介质内磁场强度H沿闭合路径的环流等于闭合路径包围的所有传导电流的代数和（存在磁介质时的环路安培定理）。 ∮LH·dl=∑LI0i 象电流互感器之类的螺绕环磁场强度H H=NI/2πr r 为到磁环中心的半径。
磁感应强度矢量B与磁场强度矢量H的关系： B=μ0H+μ0M μ0真空磁导率；M磁化强度表示磁介质的磁化程度。试验表明，在各向同性均匀磁介质中，M与H成正比，即 M=χmH 真空中没有介质时，M=0，得出： B0=μ0H M磁化强度表示磁介质的磁化程度，μ0真空磁导率 试验表明，在各向同性均匀磁介质中，B与H成正比，即 B=μ0（1+χm）H=μH 设μr=（1+χm），为相对磁导率 螺绕环中有磁介质的载流螺绕环，磁介质内的磁感应强度B B=μH=μ0μrNI/2πr μr磁介质相对磁导率，μ0真空磁导率。 磁场强度H单位是安/米（A/m）。在磁路设计中H矢量有广泛的应用。在互感器中就是励磁安匝与平均磁路长度的比值H=I·n /L ，一般使用安匝每厘米（A/cm）单位。磁性材料刚开始时O点随着电流nI变大，磁感应强度B也开始缓慢变大，当到a点时电时，B开始急剧变大，当到b点，B增加开始变慢，当到c点H再变大时，B几乎不再变大，我们说材料被磁化到了饱和。达到饱和之后，无论H 怎样增大，材料的磁感应强度也不再增大。此时的磁感应强度称为饱和磁感应强度，用Bs来表示。B－H关系画成曲线，就是材料B－H磁化曲线。饱和磁感应强度是磁性材料的一个重要指标。 在SI中，磁场强度H单位是安[培]每米（A/m）。在磁路设计中H矢量有广泛的应用。 磁导率μ 在各向同性的均匀磁介质中，B与H成正比关系： B=μH
不锈钢的磁导率
不锈钢能被磁铁吸引吗 日常生活中我们接触较多的奥氏体型不锈钢（有人称之为镍不锈）和马氏型不锈钢（有人称之为不锈铁，但不科学，易误解，应回避）两大类。奥氏体型不锈钢由于在钢中加入较高的 铬和镍（含铬在18%左右，Ni在4%以上），钢的内部组织呈现一种叫奥氏体的组织状态，这种组织是没有导磁性的，不能被磁铁所吸引。 钢铁的奥氏体组织在770摄氏度以上失去铁磁性。不锈钢中加入大量的合金，使部分不锈 钢的奥氏体相区扩大到室温。这种奥氏体不锈钢不具有铁磁性。除此之外的其它的铁素体不 锈钢、马氏体不锈钢等等，都具有铁磁性。 能被吸起的是不锈铁一般称作Cr13,不锈钢有1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti等。 人们常以磁铁吸附不锈钢材，验证其优劣真假。不吸无磁，认为是好的，反之，则认为是冒 牌假货。其实，这是一种不切实际的辨别方法。一般，经营不锈钢材料已有十余年的人都知 道，依靠传统的是否有磁性来判别不锈钢的方法，很有可能吃亏。 据他们介绍，不锈钢种类繁多，常温下按组织结构可分为奥氏体型和马氏体或铁素体型。奥氏体型是无磁或弱磁性，马氏体或铁素体型是有磁性。然而，也并不一定如此。如通常用作 装修管板的奥氏体型的304材质，一般来讲是无磁性的，但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性，这不能认为是冒牌或不合格。另外304不锈钢经过冷加工， 组织结构也会向马氏转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性就越大。相反，质量次一点的200系列不锈钢，很有可能不带磁性，由此判定它是货真价实的不锈钢，就大错特错了。 由磁铁的特性决定的如果按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物体磁化物体产生电场电场互相作用产生力的作用
无磁、抗磁、弱磁材料的磁导率测量
磁导率测量仪JDZ-2型号的使用说明 一、使用步骤： a调“0” b测量无磁不锈钢 c标定1.22基准模块 三、导磁率测量仪使用说明： 导磁率测量仪工作原理是利用磁通门原理来实现对抗磁材料导磁率的测量，具有操作简单、工作稳定可靠等特点，用于测量抗磁性材料的导磁率。 1 工作原理
线路经振荡、分频、后一方面经功放电路后给探头初级提供激磁电流，另一方面经倍频、移相后为相敏检波器提供相检参考信号，探头输出信号经选频放大后送入相敏检波器对测量信号进 行检波，经有源滤波后送入显示电路。 2 技术指标 2.1 工作电源：AC 220V 50Hz ±10%； 2.2 测量精度：±2.5%； 2.3 测量范围： 1.00~2.00； 2.4 工作温度：10~40℃； 2.5 消耗功率：≤10W; 2.7 测试环境：0~40摄氏度，探头500毫米内无强磁场； 2.8测量方法：紧贴材料，对表面形状没有要求。 3 校准与测试 3.1 接上电源插头，将电源同交流220V接通，打开电源“开关”（仪器背面），使仪器预热30分钟。 3.2插上导磁率探头，测量前首先利用探头自带调零器调零，使仪器指示在正、负零（误差允许±0.003）左右。 3.3 测量前应对仪器进行校准，校准方法：探头调零后，将探头前端（磁钢部分）垂直于校准标准样块中间部位，仪器指示值应为标准样块的给定值（误差允许±0.003），若仪器指示偏离该 值，可通过调节探头表面上的零位调节螺母调节到标准值。 3.4测量零件时，将探头端头垂直于被测物体，并轻轻接触被测物体表面，便可对抗磁性材料进行导磁率测量。 3.5 测量读数： 由于真空磁导率为1.00，测量读数应为μ= 1＋表头读数，如测量某材料导磁率时仪器显示值为0.155，则材料导磁率为1.155。 3.6 仪器超量程时显示“1”或“-1”。 4 注意事项 4.1 仪器所带测量探头属敏感器件，对铁磁物特别敏感，使用中或使用后应轻拿轻放，不可敲打或撞击，不可用探头测量或接触铁磁物质，以免造成探头零位漂移或测量灵敏度下降。 4.2机内线路精密，各电位器都与测量精度有关，出厂时经过严格校准，不要随意打开机箱进行调节，一旦调节某个器件，仪器需经标准重新校准后方可使用。 4.4为了保证仪器测量准确度，仪器使用一段时间后，可随时对仪器进行校准，
热导检测器的原理
热导检测器的原理 热导检测器的原理及注意事项 热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（kat herometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。热导检测器的原理及注意事项从以下几个方面给予 阐述。 一、工作原理 TCD由热导池及其检测电路组成。图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。 R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。
当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2至 B 点汇合，而后回到电源。这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温T f，池体处于一定的池温 T w。一般要求T f与T w差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1·R3＝R2·R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。M、N二点电位不等，即有电位差，输出信号。 二、热导池由热敏元件和池体组成 1 热敏元件 热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。 （1）热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为 0.1～1.0mm的小珠，密封在玻壳内。 热敏电阻有三个优点：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小，可作成0.25mm直径的小球，这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。 热敏电阻也有三个缺点：①热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降，因此，通常热敏电阻要在120℃以下使用。使用范围受到极大的限制；②与热丝相比，热敏电阻的温度系数大，表现为其响应值对于温度的变化十分敏感。例如在60℃时，池温改变1℃，热敏电阻和热丝的基线漂移分别为10.4mV和5.0mV，前者比后者大一倍多，因此，热敏电阻的稳定性差，特别是在程升操作时，尤为突出；③热敏电阻对还原条件十分敏感，故不能用氢气作载气。 目前，只有下二情况可用热敏电阻作热敏元件；一是低温痕量分析；二是需小池体积配毛细管柱。其他情况很少用热敏电阻，而多用热丝。而且，近年热敏电阻可作成小池体积的优势也在逐渐下降。 （2）热丝一个性能优异的TCD，对热丝的要求主要考虑四点：①电阻率高，以便可在相同长度内得到高阻值；②电阻温度系数大，以便通桥流加热后得到高阻值；③强度好；④耐氧化或腐蚀。①、②是为了获得高灵敏度，同时丝体积小，可缩小池体积，制作微TCD。
电感系数和初始导磁率
电感系数和初始导磁率 AL：电感系数。ui：初始磁导率。 拿一个物体来做比喻，有质量，密度和体积，铁芯有AL，Ui和体积（看成是磁芯大小）, 固定的物体一般密度是固定的，体积越大，质量越大;固定的铁芯材质Ui是固定的，体积越大，AL 越大。 ui值决定AL值,可以这样说吗? 不能这么说的绝对。UA/L就是AL。也就是说影响AL的还有截面积和磁路长度，ui只与材料有关.而AL不仅与材料有关.而且与尺寸有关.如R5材质.其UI值为5000.但他的AL可以是2000,3000NH等.而且AL值是可以调的.所以.各磁环供货商可以跟据不同要求做出不同的AL值出来.这是我个人的认识. 一般的CORE制造商都会依照国际标准来制作产品，所以其CORE的AL值和UI值也是参照国际标准而制定的。 AL值是可以用公式来计算的,例一个简单的IRON COIL之L值计算公式为：L＝AL×N2，其反过来就是AL＝L/N2 而ui值也是有公式可套用的：ui={[L(uh)×Le]/(4N2×Ae)}×103 ui是材料的初始磁导率，是材料固有特性,每种材料都有一个ui值。 AL：磁芯的单匝电感值。单位nH/N^2。 ui＝C1*L/（4πN^2) C1:磁芯常数，一般磁芯产品目录上有。N^2,即N的平方 AL=0.4л*μi*Ae/Le 其中μi为初始磁导率Ae为磁芯中柱的横截面积Le为磁路的平均长度 体积大不一定代表AL大.你拿T13*7*5和T16*12*8的AL做比较你就知道了 ui 是初始磁导率，AL 是磁芯的单圈感量，AL值是由磁芯的初始磁导率和其形状尺寸所决定的。大多磁芯厂家的产品目录上都有详细介绍！ 简单的例子： AL＝K*ui与I＝U/R类似＝＝＞K系数为假设的某个参数。代表AL值与ui之间的某种关系大家都知道想要提高电流只有提高电压或减小电阻。如果公式这样写呢？R＝U/I如果这样写会不会出现原本是10欧的电阻因为电压的改变而导致电阻的弯化呢？相信大家知道R是材料本身的特性。不管如何改变U与I其都不会改＜不考虑温升而导致的变化＞。
电导率电容率磁导率测量和意义
电动力学 电导率、电容率、磁导率的测定及意义 指导教师：XXX 专业：XXX 学号：XXXXXXXXXXXX 姓名：XXX XXXX大学 XXXX年X月X日
电导率、电容率、磁导率的测定及意义 摘要： 本文章主要探讨电动力学几个基本物理名词——电导率，电容率，磁导率——各自意义及其测量。 关键词： 电导率，磁导率，电容率，意义，测量 引言： 这些基本名词是电动力学的必备知识，它们不仅在历史上有着重大意义，对于学习电动力学的学者也是至关重要的。由于笔者才疏学浅，仅做一些简单的介绍，供各位批评指正。 一、电导率 1.定义 物理学概念，指在介质中该量与电场强度之积等于传导电流密度。对于各向同性介质，电导率是标量；对于各向异性介质，电导率是张量。生态学中，电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力。单位以西门子每米表示。电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。当施加电压于导体的两端时，其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为，因而产生电流。电导率是以欧姆定律定义为电 流密度和电场强度的比率： 。 有些物质会有异向性的电导率，必需用 3 X 3 矩阵来表达（使用数学术语，第二阶张量，通常是对称的）。 电导率是电阻率的倒数。在国际单位制中的单位是西门子/米： 。 2.电传导性 是物质可以传导电子的性质。按物质是否具有电传导性，可把物质分为导体，半导体和绝缘体。 固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成高电导率。水溶液的电导率高低相依于其内含溶质盐的浓度，或其它会分解为电解质的化学杂质。水样本的电导率是测量水的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等等的重要指标。水越纯净，电导率越低（电阻率越高）。水的电导率时常以电导系数来纪录；电导系数是水在 25°C 温度的电导率。
磁性材料介绍
一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类 1. 软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。
热导检测器(TCD)原理及操作注意事项
热导检测器（TCD）原理及操作注意事项TCD 热导检测器（TCD）是 ，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或 Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。一、工作原理 TCD由热导池及其检测电路组成。图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接 示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。载气流经参考池腔、进样器、色谱柱， 从测量池腔排出。 R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。
当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至 B 点汇合，而后回到电源。这时，两个 热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf，池体处于一定的池温 Tw。一般要求Tf与Tw差应大于100?以上，以保证热丝向池壁传导热量。当只有载气通过测 量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热 丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥
处于平衡状态：R1?R3＝R2?R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量 臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热 丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻 值不同，电桥平衡破坏。M、N二点电位不等，即有电位差，输出信号。二、热导池由热敏元件和池体组成 1 热敏元件 热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或 热丝。 （1）热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为 0.1～1.0mm．．．． 的小珠，密封在玻壳内。 热敏电阻有三个优点：?热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏．． 度相当高。可直接作μg/g级的痕量分析；?热敏电阻体积小，可作成0.25mm 直 径的小球，这样池腔可小至50μL；?热敏电阻对载气流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。 热敏电阻也有三个缺点：?热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降，因．．