磁滞回线的测量实验报告(终审稿)
- 格式:docx
- 大小:367.16 KB
- 文档页数:15
磁滞回线实验报告磁滞回线实验报告引言:磁滞回线实验是物理学中的基础实验之一,通过观察和分析磁场强度与磁化强度之间的关系,可以了解材料的磁性特性。
本实验旨在探究不同材料的磁滞回线形状及其对磁场的响应。
实验原理:磁滞回线是指在磁场强度逐渐增加和减小的过程中,磁化强度发生变化的曲线。
在磁场强度逐渐增加时,材料的磁化强度也逐渐增加,但当磁场强度开始减小时,磁化强度并不立即减小,而是形成一个闭合的回线。
这种现象被称为磁滞回线。
实验步骤:1. 准备实验所需材料:磁铁、铁砂、铁钉、铜线、磁场强度计等。
2. 将铁砂填充至玻璃试管中,并用胶带封口,确保铁砂不会外溢。
3. 将铁钉缠绕铜线,形成线圈,并将线圈固定在试管外部。
4. 将磁场强度计放置在试管旁边,并将其连接至计算机。
5. 将磁铁靠近试管,使磁场强度计读数开始增加。
6. 缓慢移动磁铁,观察磁场强度计读数的变化,并记录下来。
7. 当磁场强度计读数达到最大值后,缓慢将磁铁远离试管,继续观察并记录读数的变化。
8. 根据记录的数据,绘制磁滞回线图。
实验结果及分析:通过实验观察和数据记录,我们得到了一条典型的磁滞回线。
在磁场强度逐渐增加时,磁化强度也随之增加,但在磁场强度减小时,磁化强度并不立即减小,而是形成一个闭合的回线。
根据实验结果,我们可以得出以下几点结论:1. 不同材料的磁滞回线形状不同。
铁砂的磁滞回线相对较宽,而铁钉的磁滞回线相对较窄。
这是因为不同材料的磁性特性不同,磁滞回线的形状取决于材料的磁化过程和磁化强度的变化。
2. 磁滞回线的形状与外加磁场的变化速度有关。
当外加磁场的变化速度较快时,磁滞回线的形状可能会发生变化,呈现出不规则的曲线。
这是因为快速变化的磁场会导致材料内部的磁畴无法充分调整,从而影响磁滞回线的形状。
3. 磁滞回线的形状与材料的磁饱和性有关。
磁饱和性是指材料在外加磁场作用下,磁化强度达到最大值后无法继续增加的能力。
当材料的磁饱和性较强时,磁滞回线的形状相对较窄,而当磁饱和性较弱时,磁滞回线的形状相对较宽。
磁滞回线的测量实验报告一、实验目的1.了解磁滞回线的概念和特点;2.学习使用霍尔传感器测量磁场强度;3.掌握利用实验数据绘制磁滞回线的方法。
二、实验仪器和材料仪器:霍尔元件、磁力计、示波器、直流电源;材料:螺线管、磁铁、导线、万用表。
三、实验原理磁滞回线是磁化物质在外磁场作用下,磁感应强度与磁场强度之间的关系曲线。
当外磁场强度H由小到大变化时,磁感应强度B不仅不是单调变化的,而且在H改变方向时,B经过零点有回弹现象。
这种B-H的关系曲线即为磁滞回线。
磁滞回线可以揭示磁材料的磁化、变磁和反磁过程中的磁场调整以及应力状态等内部状况,对于磁性材料的性能评价具有重要的意义。
四、实验步骤1.准备工作:搭建实验电路,连接霍尔元件、示波器和直流电源;2.将磁力计放置在霍尔元件附近并调整合适的位置;3.施加一定外磁场强度H,并记录示波器上测得的霍尔输出电压UH 与电流电压表测得的霍尔电流IH的数值;4.改变外磁场强度的大小和方向,重复第三步,直到完成一次完整的磁滞回线的测量;5.将测得的磁场强度H和磁感应强度B的数据进行整理。
五、实验注意事项1.实验过程中需保持实验环境的稳定和安静;2.实验中需注意安全,避免磁铁和螺线管等物品的碰撞和意外伤害;3.在调整霍尔元件和磁力计位置时,需保证测量准确性和稳定性;4.测量数据需及时记录并整理,以免丢失。
六、实验结果及数据处理根据实验步骤记录的UH、IH数据,可以得到对应的磁感应强度B和磁场强度H的测量结果。
整理数据后,可以将B-H数据绘制成磁滞回线图。
七、实验结果分析通过实验数据的分析,可以得到磁滞回线的面积、对称性、磁饱和状态等信息。
此外,对于不同材料的磁滞回线,还可以比较其形状和性能差异。
八、实验总结通过本次实验,我们了解了磁滞回线的概念和特点,学习并掌握了使用霍尔传感器测量磁场强度的方法,熟悉了利用实验数据绘制磁滞回线的步骤和技巧。
此外,我们还通过实验结果对不同材料的磁滞回线进行了分析比较,深入了解了磁材料的性能差异和应用前景。
铁磁材料的磁滞回线实验报告磁滞回线是描述铁磁材料磁化特性的重要参数之一,它反映了材料在外加磁场作用下磁化状态的变化规律。
本实验旨在通过测量铁磁材料在不同外加磁场下的磁感应强度,绘制出相应的磁滞回线曲线,从而研究铁磁材料的磁化特性。
实验仪器与材料:1. 信号发生器。
2. 交流电桥。
3. 励磁线圈。
4. 磁滞回线测试线圈。
5. 铁磁材料样品。
6. 示波器。
7. 直流电源。
8. 万用表。
实验步骤:1. 将交流电桥接通,调节信号发生器输出频率和幅度,使得电桥平衡。
2. 通过励磁线圈对铁磁材料进行励磁,同时接通示波器,观察磁感应强度随时间的变化曲线。
3. 逐渐增大励磁电流,记录不同外加磁场下的磁感应强度值。
4. 根据实验数据,绘制铁磁材料的磁滞回线曲线。
实验结果与分析:通过实验测得的数据,我们成功绘制出了铁磁材料的磁滞回线曲线。
从曲线图中可以看出,在外加磁场逐渐增大时,铁磁材料的磁感应强度也随之增大,但在去除外加磁场后,并不完全回到初始磁化状态,出现了磁感应强度残留的现象,这就是磁滞回线的特征之一。
通过对磁滞回线曲线的分析,我们可以得出铁磁材料的磁滞回线是一个闭合的环形曲线,表征了铁磁材料在周期性外加磁场作用下的磁化-去磁化过程。
磁滞回线的面积大小反映了铁磁材料的磁滞损耗,面积越大表示磁滞损耗越大,材料的磁化特性越差。
结论:本实验通过测量铁磁材料的磁滞回线,成功揭示了铁磁材料在外加磁场作用下的磁化特性。
磁滞回线曲线的绘制和分析为我们深入了解铁磁材料的磁化特性提供了重要的实验数据,对于材料的磁性能评价具有一定的参考价值。
综上所述,本实验取得了预期的实验结果,成功实现了铁磁材料的磁滞回线实验,并对实验结果进行了详细的分析和总结,为进一步研究铁磁材料的磁化特性奠定了基础。
〖实验三十〗用示波器观测动态磁滞回线〖目的要求〗1、学习使用示波器对动态磁滞回线进行观察和测量,了解磁感应强度和磁场强度的测量方法;2、学习应用RC 积分电路;3、了解铁磁性材料的动态磁化特性。
〖仪器用具〗动态磁滞回线测量仪(包括正弦波信号源、待测铁磁样品及绕组、积分电路所用的电阻和电容),双踪读出示波器,直流电源,数字多用表,滑线变阻器。
〖实验原理〗1、铁磁材料的磁化特性把物体放在外磁场H 中,物体就会被磁化,其内部产生磁场。
设其内部磁化强度为M ,磁感应强度为B ,可以定义磁化率m χ和相对磁导率r μ表征物质被磁化的难易程度:0m r M H B Hχμμ==物质的磁性按磁化率m χ可以分为抗磁性、顺磁性和铁磁性三种。
抗磁性物质的磁化率为负值,通常在5610~10--的量级,且几乎不随温度变化;顺磁性物质的磁化率通常为2410~10--之间,且随温度线性增大;而铁磁性物质的磁化率通常远大于1,且随温度增高而变小。
除了磁导率高以外,铁磁材料还具有特殊的磁化规律。
对一个处于磁中性状态(H=0且B=0)的铁磁材料加上由小变大的磁场H 进行磁化时,磁感应强度B 随H 的变化曲线称为起始磁化曲线,它大致分为三个阶段:①可逆磁化阶段,当H 很小的时候,B 随H 变化可逆,见图中OA 段,若减小H ,B 会沿AO返回至原点;②不可逆磁化阶段,见图中AS 段,若减小H ,B 不会沿SA 返回(比如当磁场从D 点的D H 减小到D H H -∆,再从D H H -∆增大到D H ,B-H 轨迹会是图中点线所示的回线样式);③饱和磁化阶段,见图中SC 段,在S 点材料已经被磁化至饱和状态,继续增大H ,磁化强度M 不再增大,由于0(M H)βμ=+,B 会随H 线性增大,但增量极小。
图中S H 和S B 表示M 刚刚达到饱和值时的H 和B 的值,分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度。
如果将铁磁材料磁化到饱和状态(图中S 点)后再减小磁场H ,那么磁感应强度B 会随H 减小而减小,但并不沿起始磁化曲线SAO 减小,而会沿着SP 这条更缓慢的曲线减小。
磁滞回线测量实验报告磁滞回线测量实验报告引言:磁滞回线是描述磁性材料磁化特性的重要参数。
通过对磁滞回线的测量和分析,我们可以深入了解材料的磁性行为,并从中获得有用的信息。
本篇实验报告旨在介绍磁滞回线测量实验的目的、步骤和结果,并对实验所获得的数据进行分析和讨论。
一、实验目的:本次实验的主要目的是通过对某一磁性材料的磁滞回线测量,了解该材料的磁化特性以及磁滞回线的含义。
具体的目标包括:1. 测量和绘制材料的磁滞回线;2. 分析磁滞回线的特征,如饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矫顽力等;3. 通过实验数据,讨论磁滞回线对材料磁性的影响。
二、实验步骤:1. 准备磁性样品和测量设备。
选择一块磁性样品,并将其放置在测量设备中,确保设备已经校准。
2. 施加外加磁场。
通过调节测量设备中的磁场源,逐渐增加外加磁场的强度,使其达到最大值,并将之后逐渐减小。
3. 测量磁滞回线数据。
在每个磁场强度值下,测量并记录材料的磁感应强度。
4. 绘制磁滞回线曲线。
将实验所得的磁感应强度值绘制成磁滞回线曲线。
三、实验结果:在本次实验中,我们测量了某磁性材料的磁滞回线,并得到了以下结果。
磁滞回线曲线如下图所示:[插入磁滞回线曲线图]从图中可以观察到以下几个主要特征:1. 饱和磁感应强度:磁滞回线中的一段水平线段代表材料的饱和磁感应强度。
在这段区域内,无论外加磁场的强度如何增加,材料的磁感应强度都不再增加。
2. 剩余磁感应强度:磁滞回线的起点对应着剩余磁感应强度。
当外加磁场为零时,材料仍然保持一定的磁感应强度,即剩余磁感应强度。
3. 矫顽力:磁滞回线中的一个特征点,即退磁点,表示了磁场逐渐减小时材料需要的磁场强度。
矫顽力越大,说明材料越难退磁。
四、数据分析和讨论:通过实验测量的磁滞回线数据,我们可以对该磁性材料的性质和行为进行一些分析和讨论。
磁滞回线的饱和磁感应强度可以告诉我们材料的磁性能。
当外加磁场的强度超过一定值时,材料将达到饱和,不再对外加磁场变化做出响应。
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。
铁磁材料的磁滞回线实验报告铁磁材料是一类在外加磁场下具有明显磁性的材料,其磁性能对于电磁设备和磁性传感器等领域具有重要的应用价值。
本实验旨在通过对铁磁材料的磁滞回线进行测量和分析,探究其在外磁场作用下磁化特性的变化规律。
1. 实验目的。
本实验旨在通过测量铁磁材料在外磁场作用下的磁化特性,绘制磁滞回线图,并分析其磁滞损耗和矫顽力等参数,从而深入了解铁磁材料的磁性能。
2. 实验原理。
铁磁材料在外磁场作用下会发生磁化过程,当外磁场强度逐渐增大时,材料内部的磁化强度也会随之增大,直至达到饱和状态;而当外磁场强度逐渐减小时,材料的磁化强度也会随之减小,直至回到初始状态。
这一过程形成的磁化特性曲线即为磁滞回线。
3. 实验步骤。
(1)准备铁磁材料样品和磁化装置;(2)将样品置于磁化装置中,并接通电源,施加不同大小的外磁场;(3)通过磁感应计或霍尔元件等磁场测量设备,测量不同外磁场下的磁感应强度,并记录数据;(4)根据记录的数据,绘制铁磁材料的磁滞回线图。
4. 实验结果与分析。
通过实验测量和数据处理,我们得到了铁磁材料的磁滞回线图。
从图中可以明显看出,在外磁场逐渐增大时,磁感应强度也随之增大,直至达到饱和状态;而在外磁场逐渐减小时,磁感应强度也随之减小,直至回到初始状态。
这一过程呈现出明显的磁滞特性,磁滞损耗和矫顽力等参数也可以通过磁滞回线图进行计算和分析。
5. 实验结论。
通过本次实验,我们深入了解了铁磁材料的磁滞特性,掌握了磁滞回线图的绘制和分析方法,对铁磁材料的磁性能有了更深入的认识。
这对于进一步研究和应用铁磁材料具有重要的意义。
6. 实验总结。
本次实验通过对铁磁材料的磁滞回线进行测量和分析,深入了解了其在外磁场作用下的磁化特性。
同时,我们也发现了一些实验中存在的问题和不足之处,为今后的实验和研究工作提供了一定的参考和借鉴。
通过本次实验,我们对铁磁材料的磁滞回线有了更深入的了解,这对于相关领域的研究和应用具有一定的指导意义。
动态磁滞回线的测量实验报告实验目的:测量动态磁滞回线实验器材:1. 变压器2. 电流表3. 电压表4. 磁场计5. 电源6. 载流线圈7. 铁芯实验原理:当铁芯中通过交变电流时,会在铁芯中形成一个交变磁场。
磁场的大小和方向会随着电流的变化而发生变化,从而导致铁芯中的磁化程度发生变化。
磁化程度的变化也会在铁芯上产生一个磁场。
实验步骤:1. 将变压器连接到电源上,并保证电源的稳定。
2. 将电流表和电压表分别连接到变压器的输出端,测量电流和电压的数值。
3. 将磁场计连接到铁芯上的一个侧面,并将另一侧面放置在载流线圈中。
4. 开始测量,通过调整电流的大小和方向来改变铁芯中的电流磁场。
5. 同时通过磁场计来测量铁芯中的磁场的变化情况。
实验结果:根据测量所得的数据,绘制出动态磁滞回线的曲线。
根据曲线可以分析出铁芯的磁滞性能。
实验讨论及结论:根据实验结果,我们可以分析铁芯的磁滞性能。
磁滞回线的形状和大小可以反映出铁芯中的磁化程度和磁化的稳定性。
通过分析磁滞回线,可以得出铁芯的磁导率、矫顽力等参数。
实验的不确定性:由于实验中存在测量误差,可能导致实验结果与实际情况存在一定的差异。
为了减小测量误差,可以多次进行实验并取平均值,或者采用更精确的测量设备。
改进措施:在实验中,可以尝试使用更精确的设备,如数字电流表、数字电压表和高精度磁场计,以提高测量的精确度。
实验的应用:动态磁滞回线的测量可以应用于磁性材料的性能评估、电力设备的设计以及电磁场的模拟等领域。
实验的总结:通过本次实验,我们成功地测量了动态磁滞回线,并对铁芯的磁滞性能进行了分析。
实验结果对于磁性材料的研究和应用具有重要的意义。
同时,在实验过程中我们也发现了一些可以改进的地方,以提高测量结果的精确度。
整个实验过程进行顺利,实验目标得到了实现。
磁滞回线的测量许康麟 11000113G4 10#May 12, 2013一、实验目的1.用示波器观测软磁材料的交流磁滞回线;2.学习标定磁场强度、磁感应强度.测定样品的磁参数。
二、仪器用具磁滞回线实验仪器台〔两个带测样品,一个软铁、一个硅钢片,其他部分见实验原理),市电低压交流源,电感,示波器,直流电压源,数字万用表,导线若干。
三、实验原理1.铁磁材料的磁化规律B,:当材料磁化的时候,磁感应强度B和磁场强度H之间的关系因为磁滞的原因,B和H并不是-一对应的关系。
但是当H足够大的时候,H继续增大,B几乎不变了,这时饱和的磁感应强度用&表示。
当磁化饱和之后,若去掉磁场.材料仍保留一定的磁性,此时的B称为剩余磁感应强度,用d表示。
Z:这时加足够的反向磁场,材料才完全退磁•使材料完全退磁所需的反向磁场称为铁磁材料的娇顽力,用弘•表示。
磁滞回线.即铁磁材料的磁感应强度B和磁场强度H之间的关系,大致如图1所示。
2.測量的原理和方法采用如图2所示的电路图来进行测量.磁场强度和磁感应强度分别由R.Q CU CN2SRil给出。
这里可以这么做是因为再探测线圈恥中如果有磁通嚴△①的变化. 则会产生感生电动势,其值为而又有△G = — J Cjdt , G = N2BS测虽中用一个积分电路来计算①,得到6最后得到RC2N2S四、实验内容1.观測铁氧体(样品1)的饱和磁滞回线1)取R] = 2.0Q ・ R? = 50kQ. C = 10.0/iF, f = 100Hz.在示波器磁滞回线的上半支取9个点测最其H和B•画出磁滞回线,并给出反,比。
2)测虽比较/ = 50Hz和f = 150Hz时的和九。
3)取R] = 2.0Q… f = 50Hz励磁电流幅值/桝=0.2A、积分常数分别为03秒,0.05秒和0.5秒时,观察并画出其李萨如图形的示童图。
2.观测铁氧体的基本磁化曲线.1)取Ra = 2.0Q. R2 = 50kQ, C = lO.O/xF. f = lOOIIz.让H从0到耳单调变化.画出基本磁化曲线。
铁磁材料的磁滞回线实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法测量铁磁材料的磁滞回线,了解铁磁材料的磁滞特性。
二、实验原理。
磁滞回线是指在磁场的作用下,材料磁化强度随着磁场的变化而发生变化,并且在去除磁场后,材料的磁化强度不完全回到零点,形成一个闭合的回线。
铁磁材料的磁滞回线特性是其重要的磁性能指标之一。
三、实验仪器与设备。
1. 电磁铁。
2. 电源。
3. 示波器。
4. 铁磁材料样品。
四、实验步骤。
1. 将铁磁材料样品放置在电磁铁中间位置。
2. 调节电源输出电压,使电磁铁通电,产生磁场。
3. 用示波器测量铁磁材料的磁感应强度随磁场变化的曲线。
4. 逐渐减小电磁铁的电流,观察示波器上的磁滞回线变化。
五、实验数据记录与分析。
根据实验测得的数据,我们绘制了铁磁材料的磁滞回线曲线图。
从曲线图中可以清晰地看出铁磁材料的磁化特性。
在磁场强度增加时,磁感应强度随之增加,但当磁场强度减小时,磁感应强度并不完全回到零点,而是形成一个闭合的回线。
六、实验结论。
通过本次实验,我们深入了解了铁磁材料的磁滞回线特性。
磁滞回线是铁磁材料在磁化过程中产生的一种特殊现象,对于材料的磁性能有着重要的影响。
通过测量和分析磁滞回线,可以更好地了解铁磁材料的磁化特性,为材料的应用提供重要参考。
七、实验注意事项。
1. 在实验中要注意安全,避免触电和磁场对身体造成的影响。
2. 实验过程中要注意仪器的正确使用和操作方法,保证实验数据的准确性和可靠性。
八、参考文献。
1. 《材料物理学实验指导》。
2. 《磁性材料与器件》。
以上为铁磁材料的磁滞回线实验报告。
磁滞回线的测量实验报
告
公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-
石家庄铁道大学物理实验中心 第1页 共10页
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
一、实验目的:
1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。
2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。
3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs 、剩磁Br 和矫顽力Hc 的数值。
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
评
分
此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成!
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。
3、基本磁化曲线
对于同一铁磁材料,设开始时呈去磁状态,依次选取磁化电流I
1
、
I 2、 (I)
n
,则相应的磁场强度为H
1
、H
2
、….H
3
,在每一磁化电流下反复交换
电流方向(称为磁锻炼),即在每一个选定的磁场值下,使其方向反复发生
几次变化(如H
1→- H
1
→H
1
→- H
1
….),这样操作的结果,是在每一个电流
下都将得到一条磁滞回线,最后,可得一组逐渐增大的磁滞回线。
我们把原点O 和各个磁滞回线的顶点a 1、a 2、….所连成的曲线称为铁磁材料的基本磁化曲线,如图3所示。
图3基本磁化曲线
(二)利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量原理
1、示波器显示B —H 曲线原理线路
由上述磁滞现象可知,要观测磁介质磁滞现象及相应的物理量,需要根据磁化过程测定材料内部的磁场强度和磁感应强度。
因此,测量装置必须具备三个功能:
①
提供使样品磁化的可调强度的磁场(磁化场)
② 可跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度 ③
可定量显示样品的磁化过程
即: ε=-d
dt (N 2BS )
B=-1N 2
S ∫εdt
为了获得与B 相关联的电压数值(因示波器只接收电压),在副线圈上串联一个电阻R 2与电容C ,电阻R 2与电容C 构成一个积分电路,此时ε=iR 2+U c (i 为
感生电流,U c 为积分电容两端电压),适当选择R 2与电容C ,使R 21ωC 则电容两
端的电压Uc 为:
Uc=Q C =N2S
CR
2
B (2)
由(2)式可知,若将电压Uc 输入示波器的Y 偏转板,示波器上任一时刻电子束在Y 轴的偏转正比于样品中的磁感应强度B 。
这样,当示波器处于X-Y 状态,X 偏转板接U 1,Y 偏转板接U c ,示波器屏上即可显示磁化过程。
2、示波器的定标
为了定量研究磁化曲线、磁滞回线,必须对示波器定标。
即:确定示波器的X 轴的每格代表多少H 值(A/m),Y 轴每格代表多少B(T)。
在示波器X 偏转板上U X 、Y 偏转板U Y 可准确测量,且R 1、R 2、C 都为已知的标准元件的情况下,设
S x 为示波器X 轴的电压灵敏度,X 为水平方向的位移格数;S Y 为示波器Y 轴的电压灵敏度,Y 为垂直方向的位移格数;则:
U X =S x X ; U Y =S Y Y (3) 将(3)代入(1)、(2)得:
H= (4) B= (5) 四、实验内容
(一) 熟悉示波器并测量信号源输出信号的周期 1、实验前准备
①将“动态法磁滞回线实验仪”频率输出调节为100Hz ,幅度值适中; ②示波器处于测量信号波形状态,使示波器辉度适中;调节X 、Y 位移旋钮使光点居中
③用标准信号校准示波器X 、Y 轴灵敏度旋钮,(注意:三个微调旋钮逆时针旋到底)
1)单调增加磁化电流,即缓慢顺时针调节“幅度调节”旋钮,使示波器显示的磁化曲线上B 值增加缓慢,达到饱和。
改变示波器上X 、Y 轴的灵敏度,调节R 1、R 2的大小,使示波器显示出典型美观的磁滞回线图形。
2)分别观测频率为、、、,不同频率下的磁滞回线形状(注意:由于铁磁材料的磁化状态与磁化历史有关,磁滞回线又与其起始端点的磁化状态有关。
观测每一频率下的磁滞回线前,必须使幅度值降为零。
否则,观测无意义)。
3)换样品2重复上述过程 结论:
1、(样品1)磁滞回线形状与信号频率关系:。
2、(样品2)磁滞回线形状与信号频率关系:。
3、样品1、样品2磁滞回线形状比较:。
(三)测量样品1、2的矫顽力、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S 和磁滞回线
(本实验装置使用交变电流,所以每个状态都是经过充分的“磁锻炼”,随时可以获得磁滞回线。
只要调节示波器上X、Y轴的灵敏度,调节
R
1、R
2
的大小,使示波器显示出典型美观的磁滞回线图形,即可测量矫顽
计算 H S = ;B S = ;H C =
2、样品1磁滞回线图形
表2 ( 参数如上;信号源频率取100Hz ; R 1= R 2= S x = S y = )
计算H S = ;B S = ;H C=
4、样品2磁滞回线图形
先将样品退磁,然后从零开始不断增大电流,记录各磁滞回线顶点的 B 和 H 值,
(注意基本磁化曲线与磁化曲线的不同)
表3样品1的基本磁化曲线数据
样品1基本磁化曲线
《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》
五、预习题
写出下列物理量的定义:
①饱和磁感应强度
②饱和磁场强度
③矫顽力
④剩磁
⑤磁滞回线
⑥磁化曲线
《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》⑦基本磁化曲线
六、课后题
1、如果示波器上显示的磁滞回线是饱和磁滞回线,当调节X、Y电压灵敏度时,磁滞回线形状是否改变饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S、矫顽力、磁化曲线数值是否改变
2、为什么测量基本磁化曲线时需要退磁。