示波器观察动磁滞回线讲义
磁滞回线实验讲义(用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞曲线)
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图 6 DH4516N 型动态磁滞回线测试仪
2. 观测样品 1 在不同频率交流信号下的磁化曲线和磁滞回线。 （1）按图 5 所示的线路图接线。 注意：由于信号源、电阻R1和电容C的一端已经与地相连，所以不能与其他接线端相 连接。否则会短路信号源、UR或UC，从而无法正确做出实验。 标有红色箭头的线表示接线的方向，样品的更换通过换接接线位置来完成。 （2） 逆时针调节幅度调节旋钮到底， 使信号输出最小。 调示波器显示工作方式为 X-Y 方式， 示波器 X 输入和 Y 输入选择为 DC 方式。 （3）接通示波器和 DH4516N 型动态磁滞回线测试仪电源，适当调节示波器辉度，以 免荧光屏中心受损。预热 10 分钟后开始测量。 （ 4 ）将示波器光点调至显示屏中心，调节实验仪频率调节旋钮，频率显示窗显示 50.00Hz。 （5）退磁。 ①单调增加励磁电流，即缓慢顺时针调节幅度调节旋钮，使示波器显示的磁滞回线上 B值缓慢增加，达到饱和。改变示波器上X、Y输入衰减器开关（偏转因数旋钮） ，并将他 们的微调旋钮顺时针旋转到底（此时偏转因数旋钮对应的数值处于校准状态） ，调节R1、
μ=
B μ0 H
通常铁磁材料的 μ 是温度 T、磁化场 H、频率 f 的函数。基本磁化曲线上的点与原点 的连线的斜率即为磁导率。 H → 0 时的磁导率称为起始磁导率，即
μi = lim
H →0
B μ0 H
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（7）测绘动态磁滞回线 ①当示波器显示的磁滞回线的顶点在 X 方向上读数为（-5.00，+5.00）格时（即在饱 和状态） ，记录磁滞回线在 X 坐标分别为-5.00、-4.00、-3.00、-2.00、-1.50、-1.00、 -0.50、0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00、4.00、5.00 格时，相对应的 Y 坐标，将 数据填入表 2。 表2 序号 X/格 Y1/格 Y2/格 续表 序号 X/格 Y1/格 Y2/格 9 0.50 10 1.00 11 1.50 12 2.00 13 3.00 14 4.00 15 5.00 1 -5.00 2 -4.00 3 -3.00 4 -2.00 5 -1.50 6 -1.00 7 -0.05 8 0.00
[大学物理实验]用示波器测动态磁滞回线
![[大学物理实验]用示波器测动态磁滞回线](https://img.taocdn.com/s3/m/194d22c2d5d8d15abe23482fb4daa58da0111cc3.png)
[大学物理实验]用示波器测动态磁滞回线实验指导实验重点、难点：1.铁磁性物质的磁化过程及磁滞现象的理解2.测量动态磁滞回线的原理和方法3.实验过程中样品退磁的概念及操作方法。
辅助功能介绍:界面的右上角的功能显示框:当在普通实验状态下，显示实验实际用时、记录数据按钮、结束操作按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束操作按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）。
右上角工具箱:各种使用工具，如计算器等。
右上角help和关闭按钮：help可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关闭实验。
实验仪器栏:存放实验所需的仪器，可以点击其中的仪器拖放至桌面，鼠标触及到仪器，实验信息提示栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不允许拖动仪器栏中的仪器了。
提示信息栏:显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信息等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。
实验内容栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出)，当前实验内容显示为黄色，其他实验内容为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。
切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。
实验操作方法:1.测量动态磁滞回线和基本磁化曲线（1）启动实验程序，进入实验窗口。
（2）调节示波器a.打开示波器窗体。
点击开关按钮，打开示波器电源。
调节辉度旋钮、聚焦旋钮，并将校准信号接入示波器，分别对示波器CH1通道和CH2通道进行校准。
b.按下示波器X-Y按钮，调节示波器CH1通道和CH2通道的光点均与坐标原点重合。
（3）按照实验原理图进行线路连接连线方法：a.鼠标移动到仪器的接线柱上，按下鼠标左键不放。
b.移动鼠标到目标接线柱上c.松开鼠标左键，即完成一条连线（4）打开可调隔离变压器电源开关，调节输出电压到最大值，缓慢调节调压器的输出电压，使励磁电流从最大值600mA每次减小20mA，直至调为零，样品即被退磁。
（5）调节输出电压为80V，观察并记录示波器显示的饱和磁滞回线波形。
用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_试验报告
用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。
软磁材料的矫顽力H小于100A/m，常用做电机、电力变压器的铁芯和电 c子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。
磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。
矫顽力和饱和磁感应强度B s、剩磁B r P等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。
【关键词】磁滞回线示波器电容电阻Bm Hm Br H【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。
本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关电阻箱（两个），电容（3-5微法），数字万用表，示波器，交流电源，互感器。
【实验原理】铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。
铁、钻、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率〃很高。
另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H 之间的关系曲线。
图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B=H = O，当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如线段oa所示，继之B随H迅速增长，如ab所示，其后B的增长又趋缓慢，并当H增至H S时，B到达饱和值B S，0abs称为起始磁化曲线。
图1专业资料值得拥有表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点，而是 沿另一条新的曲线SR 下降，比较线段OS 和SR 可知，H 减小8相应也减小，但B 的变化滞 后于H 的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H = O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。
当磁场反向从0逐渐变至一H D 时，磁感应强度B 消失，说明要消除剩磁，必须施加反向 磁场，H D称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD 称为退磁曲线。
用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_实验报告
图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。
软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。
磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。
矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。
【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。
本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。
【实验目的】1. 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参数。
3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。
【实验仪器】电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。
【实验原理】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（铁氧体）均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。
图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B ＝H ＝O ，当磁场H 从零开始增加时，磁感应强度B 随之缓慢上升，如线段oa 所示，继之B 随H 迅速增长，如ab 所示，其后B 的增长又趋缓慢，并当H 增至H S 时，B 到达饱和值B S ，oabs 称为起始磁化曲线。
图1表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点，而是沿另一条新的曲线SR 下降，比较线段OS 和SR 可知，H 减小B 相应也减小，但B 的变化滞后于H 的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H ＝O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。
实验11 用示波器法观测磁滞回线
实验11 用示波器法观测磁滞回线【实验目的】学习使用示波器来观测铁氧体的磁滞回线，并从回线上定量的求出材料的几个主要磁参数H C （矫顽力）、Bm （饱和磁感应强度）、P （损耗）的数值。
【实验原理】磁性材料在交流磁场下的特性比起直流特性要复杂得多。
这是由于涡流和磁滞造成的。
在交流情况下的特点是用种种方法测得的磁性参数都不再象直流情况下那样仅仅取决于被测材料本身的磁性，而与材料的厚度、试样的尺寸以及测量时磁化电源频率等因素有关。
交流磁滞回线的测量是交流测量工作中的重要课题之一，它之所以需要，是因为交流回线最能反映在交变磁场作用下样品内部的磁状态的变化历程。
在交变磁场作用下的B －H 关系。
我们通称之为交流磁滞回线，下面我们介绍用普通示波器观测磁滞回线的原理。
示波器为我们提供了显示交流回线的最方便的条件，对示波器的水平和垂直偏向极分别输入与磁场H 和磁感B 成正比的电压，就可以在它的荧光屏上得到交流回线，如图1所示。
图1 交流回线的显示 【实验方法】从理论上讲，将V x 、V y 分别加到示波器的水平及垂直偏向极上即可得到B －H 曲线。
但由于除磁滞和涡流等因素造成的样品内部B 要对H 之间的滞后关系外，还存在讯号传输过程中产生不同的相移。
从而造成输出电压的相位移，那么在示波器上显示出的回线将不一定准确反映样品中的B 随H 的变化关系。
为了清除磁滞回线的失真，以得到真正无畸变的磁滞回线，我们在积分放大器的输出端引入一相移电路。
对于荧光屏上显示出的回线，我们还需要定量地进行测量，即要求得B m 、B r 、H m 、H c 和P 值的数值为此我们必须对回线进行定标。
定标的方法很多，我们实验中采用直接测量法。
将真空管毫伏表（或平均值电压表）按在样品次级线圈上测出感应电压的平均值V ev ，然后根据下式8282104104⨯=⨯=S fN V S fN V B r ev m （高斯）其中：f 为磁化电流的频率；N 2为次线圈的函数；S 为样品截面；V r 为mV 表读得的电压有效值。
用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_实验报告
图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。
软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。
磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。
矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。
【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。
本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。
【实验目的】1. 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参数。
3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。
【实验仪器】电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。
【实验原理】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（铁氧体）均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。
图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B ＝H ＝O ，当磁场H 从零开始增加时，磁感应强度B 随之缓慢上升，如线段oa 所示，继之B 随H 迅速增长，如ab 所示，其后B 的增长又趋缓慢，并当H 增至H S 时，B 到达饱和值B S ，oabs 称为起始磁化曲线。
图1表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点，而是沿另一条新的曲线SR 下降，比较线段OS 和SR 可知，H 减小B 相应也减小，但B 的变化滞后于H 的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H ＝O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。
实验名称用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线
实验名称用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线实验目的：1.了解铁磁性材料的特性，理解磁滞回线的概念及其重要性。
实验原理：铁磁性材料在磁场的作用下会发生磁化，当磁场的方向发生改变时，材料内部的磁场也会跟着发生变化，这种对磁场变化的响应就是磁滞回线。
动态磁滞回线测量是通过在交变磁场中对材料进行磁化和去磁化，观察磁能的变化，得到材料的动态磁滞回线。
在实验中，我们需要将铁磁材料放置在电磁铁中，当电磁铁通电时，材料内部会发生磁化，此时可以用示波器观察电磁铁的电流和磁场强度的变化。
通过改变电磁铁的电流方向，可以获得材料的正、反磁化过程中的电流和磁场强度的变化，从而得到材料的动态磁滞回线。
设电流的方向为i，磁场的方向为H，磁化强度的方向为M,则有：H=i*N/L （N为匝数，L为电磁铁长度）M=(N/L)*S*μ0*B （S为铁磁材料的截面积，μ0为真空磁导率，B为磁场强度）磁滞回线的求取需要通过反演法或者差分法进行处理。
实验步骤：1.将电磁铁连接上电源并通电，调节电源电压，使电流在2A左右。
2.打开示波器电源，将示波器的探头连接到电磁铁两端，并调节示波器的时间和节数以及Y轴灵敏度。
3.调整电源的极性，使电磁铁反向磁化。
4.从示波器读取动态磁滞回线的数据，使用反演法或差分法处理数据，得到磁滞回线。
5.调整电源的极性，使电磁铁沿正向磁化，重复步骤4，得到另外一半的磁滞回线。
6.将两部分磁滞回线拼接，得到完整的磁滞回线。
实验注意事项：1.在实验前充分检查电磁铁和示波器的连接，确保安全。
2.在实验时要注意调节电源电压，避免电流过大造成的伤害。
3.在拼接磁滞回线时，要注意两部分的数据点数量和数据点之间距离的一致性。
4.实验结束后要关掉电源和示波器，并注意清理现场。
实验结果分析：通过实验可以得到铁磁材料的动态磁滞回线，由此可以了解到材料在磁场作用下的特性，以及对材料的磁学性质作出相应的改进。
此外，通过磁滞回线的测量，还可以得到一些物理量的参数，如矫顽力、剩磁、饱和磁化强度等等。
物理实验报告2 用示波器测动态磁滞回线资料
物理实验报告2 用示波器测动态磁滞回线资料贝尔定律实验
一、实验目的
本实验旨在通过实验验证贝尔定律，熟练掌握用示波器测量动态磁滞回线资料的方法。
二、实验原理
贝尔定律是化学工程领域的重要定律之一，其核心内容是变化量和变化速率成反比。
它其实是热力学的原理，贝尔定律可以用来表述物体受到外力影响后，产生驱动力引起系
统动量发生变化。
即：动态磁滞系统输入为不变的空间磁场（或输入电流），输出动态磁
滞回线的时间位移与空间磁场的强度成反比关系。
三、实验设备和仪器
1、实验设备：动态磁滞仪
2、实验仪器：多功能数字示波器
四、实验过程及注意事项
1、准备实验： strict按照实验总线图，按照示意图把动态磁滞仪和多功能数字示波器连接上，用直流电源供给电源给仪器，调整示波器和动态磁滞仪正确。
2、测试：先仔细观察动态磁滞仪机芯，将实验电路调节到0 ohm的位置，然后用带
夹夹住实验机芯的短针接通输入端A，留空缺输出端G。
然后将示波器设置分频比例分频
器对应实验频率，在示波器上调整一组参数：最大触发边沿从上到下一致，偏移两分钟，
上边沿处在线屏幕中心线，用复位键重置，时间脉冲分布在时间屏体中心位置，然后选择
正脉冲触发。
五、结论
通过此次实验，我们验证了贝尔定律的有效性和真实性。
同时，我们还完成了用示波
器测量动态磁滞回线资料的实验，明白了实验中设备和仪器的使用原理和步骤，提高了实
验的操作能力和认知水平。
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示波器观测动态磁滞回线
一、用示波器观测动态磁滞回线简介：
1. 实验原理。
参照《新编基础物理实验》实验四十三《磁滞回线的测量》的实验原理。
2. 测量电路。
3. 相关公式
1R 1
1N H R u =l 2C 2R C B N S
u = l ，铁磁样品的磁路长度；S ，铁磁样品磁路的横截面积；N 1，N 2，初级、次级绕组匝数。
对样品1（铁氧体）：l = 0.130m ，S = 1.24×10-4 m 2 ，N 1 = N 2 = N 3 = 150匝。
对样品2（硅钢片）：l = 0.075m ，S = 1.20×10-4 m 2 ，N 1 = N 2 = N 3 = 150匝。
4. 名词术语：
1） 磁中性状态：磁化场H 为零时磁感应强度B 也为零的状态，称为磁中性状态。
对铁磁样品加一个振幅足够大的交变磁场，并逐渐将振幅减小到零，铁磁样品即可被磁中性化。
2） 磁滞回线：磁化场H 循环变化时（-H 0H + ）B 的变化轨迹称为磁滞回
线。
它是相对于原点对称的闭合曲线。
（样品测量前需要先磁中性化）
3） 饱和磁滞回线：磁化场H 在循环变化过程中可以达到足够大，使铁磁材料的磁化强度0B
M H μ=−随H 的增大不再增大，由这样的循环变化磁化场得到的
磁滞回线称为饱和磁滞回线。
饱和磁滞回线上磁感应强度最大的值称为饱和磁感强度，用B S 表示。
饱和磁滞回线上B=0所对应的磁化场称为矫顽力，用H C 表示。
饱和磁滞回线上H=0所对应的磁感应强度称为剩余磁感应强度，用B r 表示。
4） 基本磁化曲线：将振幅不同的循环变化磁化场下所得到的磁滞回线的顶点连接
起来的曲线。
（样品测量前需要先磁中性化）
5） 起始磁导率i μ：磁导率μ定义为0B H
μμ=，通常铁磁材料的μ是温度T 、磁化场H 、频率f 的函数。
在很低的磁化场下，磁化是可逆的，H 和B 之间呈线性关系，没有滞后现象，在此区域中，磁导率为常数，该磁导率称为起始磁导率，即i H 00
B lim H μμ→=。
6） 可逆磁导率r μ：当一个直流磁场H 和一个很弱的交变磁场h
同时作用在铁磁材料上时，直流磁场H （也称为直流偏磁场）使铁磁材料偏离磁中性化状态，h
引起磁感应强度B 的交流变化b 。
当h 0→ 时，由h 产生的退化磁滞回线（即一条斜线）的斜率与0μ的比值称为可逆磁导率r μ，即00
lim r h h b μμΔ→Δ=Δ，其中h Δ和b Δ分别是h 和b 的变化范围。
r
μ是H 的函数，一般H 越大，r μ越小。
二、实验内容：
1. 观测样品1（铁氧体）的饱和磁滞回线。
1） 取1R 2.0=Ω，2R =50k Ω，C 10.0F μ=，100Hz f =，调节励磁电流大小
及示波器的垂直、水平位移旋钮，在示波器显示屏上调出一个相对于坐标原点对称的饱和磁滞回线。
在回线的上半支上，从-B S 到B S 选取9个以上测量点（其中必须包括S B ，B 0=，H 0=三个点），测量各点的H 和B 。
根据测量的数据在坐标纸上画出饱和磁滞回线。
给出S B ，r B ，C H 的测量值。
2） 保持1R ，R 2C 不变，测量并比较f =50Hz 和150Hz 时的r B 和C H 。
3） 取1R 2.0=Ω，f =50Hz ，励磁电流0.2A m I =，积分常数R 2C 分别为0.01秒、
0.05秒、0.5秒时，观察并粗略画出不同积分常数下李萨如图形的示意图。
2. 测量样品1（铁氧体）的基本磁化曲线。
（测量前需要先对样品进行磁中性化。
）
1） 取1R 2.0=Ω，2R =50k Ω，C 10.0F μ=，100Hz f =。
若S H 是与S B 对应
的磁化场，让H 从0到S H 单调增加，测量并画出基本磁化曲线（至少25个测量点）。
2） 根据测量数据计算并画出H μ−曲线。
3. 测量样品1（铁氧体）的起始磁导率和在不同直流偏置磁场下的可逆磁导率。
（测量
前需要先对样品进行磁中性化。
）
参数设置为：1R 2.0=Ω，2R =20k Ω，C 2.0F μ=，100Hz f =。
1） 不加直流偏置磁场，测起始磁导率i μ。
（测量时，需调交流信号源幅度使交流
磁场h 足够小，并调示波器偏转因数，使屏幕上出现线状的李萨如图形。
）
2） 让直流偏磁场H 从0到S H 单调增加，测量对应于每个H 的可逆磁导率r μ。
画出r H μ−曲线（至少10个点）。
（！！！注意：数字电表选“20A ”电流插孔，20A 量程）
4. 测量并画出样品2（硅钢）在给定交变磁化场（幅度H m =400A/m ）下的磁滞回线，
参数设置为：1R 2.0=Ω，2R =50k Ω，C 10.0F μ=。
1） 测量并画出f =50Hz 的磁滞回线。
确定m B ，r B ，C H 。
2） 观察f =20Hz ，40Hz ，60Hz 时磁滞回线的变化规律。
测量f =20Hz ，40Hz ，60Hz
的m B ，r B ，C H 。
三、思考题
1. 铁磁材料的动态磁滞回线与静态磁滞回线在概念上有什么区别？铁磁材料动态磁
滞回线的形状和面积受哪些因素的影响？
2. 本实验中，电路参数应怎样设置才能保证1R C u
u ∼所形成的李萨如图形正确反映材料动态磁滞回线的形状？
3. 实验中如何判断磁滞回线绕行方向？（提示：李萨如图形的X 和Y 信号哪个相位
超前？）。