BH Curve 측정

BH Curve 측정

자성체의 자화는 그림 1과 같이 비선형 특성과 히스테리시스(hysteresis) 특성을 가지고 있다.

Fig.1 BH Curve

따라서 연자성체의 전자기장 해석에서 자성체의 비선형 특성을 고려하기 위해서는 정확한 B-H 곡선의 측정을 필요하다.
연자성체의 B-H곡선 측정은 그림2 와 같은 토로이드(toroid)형의 시편을 주로 사용하고 있다.

Fig.2 Toroid

토로이드로 가정하면 BH 곡선의 계산은 단면적과 투자율이 일정하기 때문에 B와 H값을 간단한 식으로 표현할 수 있다.

가. H (인가하는 자계의 세기)



여기서,     N1 : 1차 코일의 권선수
               l : 유효 지름
               I : 1차 코일의 공급전류

나. B (자기회로에 발생하는 자속의 밀도)



여기서,     N2 : 2차 코일의 권선수
               A : 수직 단면적
               V : 2차 코일의 발생 전압

측정 방법을 간단하게 설명하면,
토로이드(링) 형태로 연자성체의 시편을 만들고 1차측 코일과 2차측 코일을 토로이드 시편에 감은 다음 ,
1차측 코일에 일정 주파수의 사인파 전류를 인가할 때 발생하는 2차측 코일의 전압을 수집하여 측정이 이루어진다.
즉, BH curve의 X 축인 자계의 세기(H)은 1차측 코일(공급코일)에 주파수의 사인파 형태로 전류를 인가하고
이때 발생하는 Y 축의 자속밀도(B)는 2차측 코일(측정코일)의 발생하는 전압을 시간적분하여 계산한다.

측정시 주의 사항은 인가되는 전류의 주기를 증가시키면 큰 전압의 출력을 얻을 수 있으나,

빠른 주기 때문에 토로이드 내부에 와전류가 발생하여 측정에 오차가 발생한다.
따라서, 1차측에 인가는 전류의 주기를 1Hz 이하 로 측정하기를 권장한다.