匝数对磁导率测试的影响分析

从软磁材料的u~H曲线出发，研究在磁导率u的测量过程中，测试线圈匝数N对测试结果的影响。阐明N取一定数值时测出磁导率u值为最高的原因。关于测试样环上测试磁场H径向不均匀的影响，用积分法解决。指出环磁导率与材料真实磁导率之间的差异。介绍用简易仪器测量材料起始磁导率ui的方法。

　　众所周知，$磁导率$μ是软磁材料的一个关键技术指标。对磁导率μ的测量基本上都是在标准样环上绕线测量。测量出其绕组线圈的电感量L，然后用L计算出材料的磁导率。但是，对于同一只样环，用不同仪器或用同一台仪器而绕的测试匝数不同，测出的材料磁导率μ差异可能很大。有时会由此引起供、需双方的矛盾或纠纷。特别是测试线圈匝数不同造成的测试μ值不同，有时匝数多测出的μ值较低，但有时匝数增多测出的μ值却变高。这会使一些测试人员迷惘不解。本文试图根据测试原理阐明测试仪器、测试线圈匝数以及计算公式不同对磁导率测试的影响。

　　有关的磁导率概念

　　对于均匀的磁性介质，如果把它放入均匀的磁场H中被磁化，磁介质本身就会产生一个附加磁场H'，H'和H的方向相同。H'与H叠加起来的总磁场强度称为这种磁性材料的磁通密度B[1]。由此可见，磁通密度B和磁场强度H本质上都是表征磁场强弱的物理量。但是，它们所使用单位的名称及单位的大小都可能不同。在往常使用的高斯单位制中，H的单位用奥斯特(Oe)，B的单位用高斯(Gs)，奥斯特和高斯这两个单位名称不同大小却完全相等。在现在强调使用的国际单位制中，B的单位用特斯拉(T)，H的单位用安每米(A/m)，B和H的单位不再相等，1A/m =4×10-7T。磁通密度与磁场强度之比，称为材料的磁导率，它们的数值之比被称为绝对磁导率μ绝，它们这两个物理量大小之比被称为相对磁导率μ。显然，在高斯单位制中，因为B和H的单位相等，它们的数值之比就等于它们量值的大小之比。所以，在高斯单位制中，材料的相对磁导率与绝对磁导率相等，用不着区分绝对磁导率和相对磁导率。对于真空来说，它不会产生附加磁场，B就等于H，所以真空的磁导率等于1。在国际单位制中，由于B和H的单位大小不再相等，它们的数值之比μ绝不能代表它们的物理量大小之比μ，材料的相对磁导率与其绝对磁导率不再相等。对于真空来说，因为不能产生附加磁场，B和H这两个物理量就相等，所以真空的相等磁导率μ等于1。若在真空中某点的磁场强度H为yA/m ，则该点的磁通密度B应为4πy×10-7T，于是该点的B与H的数值之比即为国际单位制中的真空绝对磁导率μ0=4π×10-7H/m。一般软磁材料的绝对磁导率再除以μ0即可得到其相对磁导率μ=B/μ0H。如果不加说明，提及到磁导率时指的均是相对磁导率。