用示波器测量铁磁材料的磁滞回线
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铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告一、实验目的1、认识铁磁物质的磁化规律,加深对铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线概念的理解。
2、学会使用示波器观察并测绘铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线。
3、测定样品的一些基本磁化参数,如饱和磁感应强度 Bs、剩磁感应强度 Br、矫顽力 Hc 等。
二、实验原理1、铁磁材料的磁化特性铁磁物质具有很强的磁化能力,其磁导率远大于非铁磁物质。
铁磁材料的磁化过程是不可逆的,存在磁滞现象。
2、磁滞回线当磁场强度 H 从零开始逐渐增加时,磁感应强度 B 随之增加。
当H 增大到一定值时,B 不再增加,达到饱和值 Bs。
随后逐渐减小 H,B 并不沿原曲线减小,而是滞后于 H 的变化。
当 H 减小到零时,B 不为零,而是保留一定的值 Br,称为剩磁感应强度。
要使 B 减为零,必须加反向磁场,当反向磁场达到一定值 Hc 时,B 才为零,Hc 称为矫顽力。
继续增大反向磁场,B 达到反向饱和值Bs,再逐渐增大正向磁场,B 又沿原来的曲线变化,形成一个闭合的曲线,称为磁滞回线。
3、基本磁化曲线将一系列不同幅值的正弦交变磁场依次作用于铁磁材料样品,可得到一系列大小不同的磁滞回线。
连接各磁滞回线顶点的曲线称为基本磁化曲线。
三、实验仪器示波器、实验变压器、电阻箱、标准互感器、待测铁磁材料环形样品等。
四、实验步骤1、按实验电路图连接好线路,检查无误后接通电源。
2、调节示波器,使其能清晰显示磁滞回线。
3、逐渐增大交流电压,使磁场强度 H 逐渐增加,观察示波器上磁滞回线的变化,直至达到饱和。
4、逐点记录磁滞回线顶点的坐标(H,B)。
5、减小交流电压,重复上述步骤,测量多组数据。
6、根据测量数据绘制磁滞回线和基本磁化曲线。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录表|交流电压(V)|磁场强度 H(A/m)|磁感应强度 B(T)|||||||||2、根据实验数据,在坐标纸上绘制磁滞回线。
3、连接磁滞回线的顶点,得到基本磁化曲线。
41 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线铁磁材料应用广泛,从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料的主要特征。
根据磁滞回线的不同,可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于矫顽磁力Hc 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力大(大于102A/m),因而磁化后,其磁感应强度可长久保持,适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄,矫顽磁力Hc一般小于102A/m,但其磁导率和饱和磁感强度大,容易磁化和去磁,故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线,以加深对材料磁特性的认识。
【实验目的】1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念,加深对铁磁材料的主要物理量:矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2、学会用示波器法观测基本磁化曲线和磁滞回线。
3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度B s、剩磁B r和矫顽力H c的数值。
4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别。
5、改变不同的磁性材料,比较磁滞回线形状的变化。
【实验仪器】DH4516N型动态磁滞回线测试仪,示波器。
【实验原理】1、磁化曲线如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质,则磁场将明显增强,此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍,甚至在千倍以上。
铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系:B=μH对于铁磁物质而言,磁导率μ并非常数,而是随H的变化而改变的物理量,即μ=ƒ(H),为非线性函数。
所以如图1所示,B与H也是非线性关系。
铁磁材料的磁化过程为:其未被磁化时的状态称为去磁状态,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所示。
但当H增加到一定值(H s)后,B几乎不再随H的增加而增加,说明磁化已达饱和,从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。
指导教师: 指导班级: 实验地点: 实验日期: 年 月 日 一、实验名称:用示波器测绘铁磁材料的磁滞回线二、实验目的1、认识铁磁物质的磁化规律;2、测定样品的基本磁化曲线,作H μ-曲线;3、测绘样品的磁滞回线,估算春磁滞损耗。
三、实验原理磁介质在磁场作用下被磁化而产生附加磁场,从而使原来的磁场发生变化。
实验表明,对于各向同性的磁介质处于磁场中,磁感应强度B 将发生如下变化:0r B B μ=其中0B 为磁介质不存在时磁感应强度,r μ为介质的相对磁导率,引入磁场强度00/H B μ=代入上式,即得0r B H H μμμ==可见,磁场强度H 与磁介质存在与否无关,仅与原来磁感应强度成正比,是反映磁化场强弱的一个物理量,其中μ为介质的磁导率,0μ为真空的磁导率。
根据磁介质磁化的特征,可将磁介质分为三种:顺磁质(1r μ>),抗磁质(1r μ<)和铁磁质(1r μ ),显然,前两者对原来磁场的影响较小,称为弱磁介质,而后面的铁磁介质影响较大称为强磁介质。
在磁介质中,铁磁质是应用最广泛的一类,在电工,电子和自动控制中应用尤其广泛。
铁磁质与弱磁质相比,其主要特征是:a.在磁场中放入铁磁质一般可使磁场增强10010000-倍,b.铁磁质中的磁感应强度B 与磁场强度H 是非线性关系,即相对磁导率并不是常数,其关系曲线称为磁化曲线。
C.有明显的磁滞现象,因而铁磁质磁化后再撤去外磁场,扔能保留部分磁性。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征。
本实验仪用交流电对铁磁材料样品进行磁化,测绘的B-H 曲线称为动态磁滞回线。
测量铁磁材料动态磁滞回线的方法很多,用示波器测绘动态磁滞回线具有直观、方便、迅速及能在不同磁化状态下(交变磁化及脉冲磁化等)进行观察和测绘的独特优点。
1、铁磁材料的磁滞特性铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材料。
铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物(铁指导教师: 指导班级: 实验地点: 实验日期: 年 月 日 氧体)均属铁磁物质。