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实验名称： 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓 名学 号 班 级桌号教 室 基础教学楼1101实验日期 2016年 月 日 节4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。
二、实验仪器1. 双踪示波器2. DH4516C 型磁滞回线测量仪三、实验原理（一）铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。
以下是关于磁滞的几个重要概念1、饱和磁感应强度B S 、饱和磁场强度H S 和磁化曲线铁磁材料未被磁化时，H 和B 均为零。
这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场，则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大，其B-H 变化曲线如图1（OS ）曲线所示。
到S 后，B 几乎不随H 的增大而增大，此时，介质的磁化达到饱和。
与S 对应的H S 称饱和磁场强度，相应的B S 称饱和磁感应强度。
我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。
图1 磁性材料的磁化曲线 图2 磁滞回线和磁化曲线2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H 逐步退到零，B 也逐渐减小，但B 的减小“跟不上”H 的减小（B 滞后于H ）。
即：其轨迹并不沿原曲线SO ，而是沿另一曲线Sb 下降。
当H 下降为零时，B 不为零，而是等于B r ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。
这种现象叫磁滞现象，B r 叫剩磁。
若要完全消除剩磁B r ，必须加反向磁场，当B =0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。
当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。
反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。
不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线成为一闭合曲线，这个闭合曲线称为磁滞回线，如图2所示。
即：IH (1)由（1）式可知，若将电压U1输入示波器 X偏转板时，示波器上任一时刻电子束在X轴的偏转正比于磁场强度H。
为了追踪测量样品内的磁感应强度B,在截面面积为S的样品中缠绕副线圈N2，B可通过副线圈N2中由于磁通量变化而产生的感应电动势ε来测定。
一、实验目的1. 理解磁滞回线的概念和特性；2. 掌握磁滞回线的测量方法；3. 分析磁滞回线与材料性能之间的关系。
二、实验原理磁滞回线是铁磁材料在外加磁场作用下，磁化强度（磁感应强度B）随磁场强度（磁场强度H）变化的关系曲线。
在磁滞回线中，磁化强度和磁场强度之间存在滞后现象，即当磁场强度减小到零时，磁化强度并不立即为零，而是保持一定的数值，这种现象称为磁滞。
磁滞回线的形状反映了铁磁材料的磁滞特性，主要包括以下参数：1. 矫顽力（Hc）：磁化强度为零时，所需的反向磁场强度；2. 饱和磁感应强度（Bs）：磁场强度达到饱和时，磁化强度达到的最大值；3. 剩磁（Br）：磁场强度为零时，磁化强度所保持的值。
三、实验仪器与材料1. 磁滞回线测量仪；2. 待测铁磁材料；3. 示波器；4. 磁场发生器；5. 信号发生器；6. 测量磁感应强度和磁场强度的传感器。
四、实验步骤1. 将待测铁磁材料放置在磁滞回线测量仪中，调整磁场发生器，使磁场强度逐渐增加；2. 使用信号发生器产生一定频率的交流信号，输入到磁滞回线测量仪中；3. 示波器显示磁滞回线图形，记录不同磁场强度下的磁化强度值；4. 根据实验数据，绘制磁滞回线曲线；5. 分析磁滞回线与材料性能之间的关系。
五、实验结果与分析1. 磁滞回线图形：根据实验数据，绘制磁滞回线曲线，如图1所示。
图1 磁滞回线曲线2. 磁滞回线参数：根据磁滞回线曲线，测量矫顽力（Hc）、饱和磁感应强度（Bs）和剩磁（Br）等参数。
3. 分析：（1）矫顽力（Hc）：矫顽力是磁滞回线中的最大磁场强度，反映了材料抵抗磁化退磁的能力。
矫顽力越大，材料越难退磁，即磁滞特性越好。
（2）饱和磁感应强度（Bs）：饱和磁感应强度是磁化强度达到的最大值，反映了材料的磁导率。
饱和磁感应强度越大，材料的磁导率越高。
（3）剩磁（Br）：剩磁是磁场强度为零时，磁化强度所保持的值，反映了材料的剩磁特性。
剩磁越大，材料的剩磁特性越好。
系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________【实验名称】静态法测量软磁材料的磁滞回线和示波器观测动态磁滞回线【目的要求】i)了解电子积分器的工作原理和使用方法;ii)用静态磁参数测试仪测量软磁材料的磁化曲线和静态磁滞回线.iii)用示波器观测软磁材料的磁滞回线iv)学习标定磁场强度、磁感应强度，测定样品的参数(B S, B r, H c)【仪器用具】JCC‐Ⅱ型静态磁参数测试仪, 磁参量实验测试板, 测试连接线, 低压电源，变压器，示波器，电阻(2Ω)，电感(0.05H),等等等等【实验原理】i)铁磁材料的磁化规律系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________如图所示, 曲线OA 为起始磁化曲线. 开始时, H 和B 均为0, 随着H 的增加, B 开始增加较为缓慢, 然后经过一段急剧增加的过程后又缓慢下来. 再继续增大H 时, B 几乎不变, 即达到磁饱和. 我们把闭合曲线Arc’A’r’A 叫做磁滞回线, B S 叫做饱和磁感应强度, B r 叫做剩余磁感应强度, rc’和r’c 称为退磁曲线, H c 称为矫顽力.为了让材料达到稳定状态，本实验选择在饱和电流I s 条件下， 重复按测试仪上的 “换向” 键, 使材料在达到稳定磁化. 只有经过“磁锻炼”后的磁滞回线才能代表该材料的磁滞性质. ii)测量原理和方法(1)计算磁化场的磁场强度H112()IH R R πΝ=+ (0.1)其中N 1为励磁线圈匝数, R 1, R 2为环的内外半径, I 为励磁电流. (2)通过探测线圈的磁通量Φ与该处的磁感应强度B 的关系为:2N BS Φ= (0.2)励磁电流反向引起的磁通量变化为:222N BS ∆Φ=Φ= (0.3)探测线圈两端的感生电动势为:i d e dtΦ=−(0.4) 即:i e dt ∆Φ=−∫ (0.5)本实验利用运算放大器实现积分运算, 其输出电压U 0与输入电压e i 的关系为:01i U e dt RC ≈−∫(0.6) 所以有:022RCB U N S=(0.7) 通过测量积分电压U 0, 可以计算出磁感应强度B, 各个数值在仪器上有标定：系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________N 1 (匝) N 2 (匝) S (mm 2) R 1 (mm) R 2 (mm) RC (s) 560±20400±1026±122250.102iii)示波器观察的原理：示波器两个通道分别接在标准电阻和积分电容上，这样他们的读数分别正比于H 和B. 关系为：H=N1l i1=N1Uch1 lR0=k1Uch1B=R2CN2SUCh2=k2Uch2 R 2C 不好算，我们用标准电感来测量，测量标准电感时候的图线斜率k ，那么我们有：R2C=MkR0k1=N1lR0,k2=M kR0N2S 【实验内容】i)测软磁材料的起始磁化曲线先消磁, 然后将励磁电流由小到大逐渐改变, 直到电流基本达到饱和, 测量电流相对应的积分电压U 0, 根据公式(0.1)和(0.7)求出相应的H 和B. ii)测量软磁材料的静态磁滞回线 (1)测饱和磁感应强度Bs饱和时进行磁锻炼, 积分清零, 电流换向, 测得积分电压U s , 于是有:22S S RCB U N S=(0.8) 此后保持测试仪的电流输出的大小. (2)测剩余磁感应强度B r数字表清零, 撤去励磁电流. 数字表上给出的积分电压记录为U r , 与之对应的磁感应强度的变化ΔB r 为:系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________2r r RCB U N S∆=(0.9) 因此, 剩余磁感应强度B r 为:r S r B B B =−∆ (0.10)(3)测磁滞回线上第I, Ⅱ, Ⅲ象限的点(a)接通测试板上的分流支路, 调节电位器, 使通过线圈的电流由I S 减小到需要的I 1. (b)断开分流支路, 再饱和电压下对材料磁锻炼.(c)再次接通分流支路, 将数字表清零, 然后断开开关S 2撤去线圈上的电流, 此时数字表上给出的积分电压记录为U 1. U 1对应的是磁感应强度从B 1到B r 的改变, 即:1112r RCB B B N S ∆=−= (0.11) 因而有:11r B B B =+∆ (0.12)(d)数字表清零. 再将开关S 2打向另一方, 即使线圈上的电流方向反向, 数字表上给出的积分电压记录为U 1ʹ , U 1ʹ 对应的是磁感应强度从B r 到B 1ʹ 的改变, 即有:1112r RC B B B U N S ′′′∆=−= (0.13) 因而有:11r B B B ′′=−∆ (0.14)(e)重复上述步骤.iii)测量动态图线：示波器调节到X ‐Y 模式，DC 耦合；连接线路之后，打开电源，然后把稳压电源的输出提高，直到在示波器上看到了图形，这个图形就是所谓动态磁化曲线，记录下曲线同示波器网格的所有交点；然后断开电源，把待测样品取下，换上标准电感，然后打开电源，测量得到的直线的斜率。
