磁性物理实验指导书讲解

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幼儿园科学实验教案——磁性探究

幼儿园科学实验教案——磁性探究

幼儿园科学实验教案——磁性探究标题:幼儿园科学实验教案——磁性探究引言:科学实验是幼儿园中重要的教育活动之一,通过实际操作和观察,帮助幼儿培养好奇心、观察力和动手能力。

本文将介绍一项适合幼儿园的科学实验——磁性探究,通过探索磁性现象,让幼儿了解磁力的基本概念和日常应用。

第一部分:磁性的基本概念在开始进行实验之前,我们首先要和幼儿一起了解磁性的基本概念。

可以通过简单的故事或图片来引入话题,并向幼儿解释磁物体可以吸引铁物体的原因。

可以使用实验道具,如磁铁、铁钉和铁片等,让幼儿亲自感受磁力的作用。

第二部分:实验准备在进行实验之前,我们需要准备一些实验道具,包括磁铁、铁钉、铁片、纸夹等。

确保这些道具的尺寸和形状适合幼儿使用,并注意安全措施,确保实验过程中的安全。

第三部分:实验步骤1. 接触磁力:让幼儿亲自触摸磁铁,感受铁物体被吸引的力量。

鼓励幼儿观察磁铁吸引和释放物体的过程,引导他们思考为什么会有这种现象。

2. 探索磁力范围:在一张平整的纸上放置一个磁铁,然后用一根铁钉慢慢接近磁铁,观察铁钉何时被磁铁吸引。

让幼儿移动铁钉的位置,并记录下被磁铁吸引的范围。

通过这个实验,幼儿可以了解到磁力的作用范围。

3. 探索磁性材料:提供一些不同材质的物体,如纸夹、塑料杯、铝片等,让幼儿观察哪些物体会被磁铁吸引。

引导幼儿思考为什么只有某些物体会被磁铁吸引。

4. 制作磁物体:用一根磁铁在一块至少5cm长的铁片上多次划过,然后再用这块铁片尝试吸引其他物体。

观察幼儿对这一现象的反应,并鼓励他们解释为什么这块铁片也表现出磁性。

第四部分:实验总结在实验结束后,我们可以与幼儿一起回顾实验的过程和结果,并总结以下几点:- 磁物体可以吸引铁物体的原因是磁力。

- 磁力的范围不无限制,只能作用在一定范围内。

- 只有具有磁性的物体才会被磁铁吸引。

- 一些物体在接触磁铁后也会表现出磁性。

第五部分:观点和理解通过这个实验,我深刻认识到幼儿通过科学实验可以更好地学习和理解抽象的科学概念。

磁性物理实验

磁性物理实验

磁性物理学实验教案兰中文余忠编写电子科技大学微电子与固体电子学院二OO九年十一月一. 饱和磁化强度的测量(一) 、实验目的:磁化强度M 是指磁性材料单位体积内的磁矩矢量和,定义为VM m∆=∑μ,通过测量材料的饱和磁化强度Ms ,加深对自发磁化的理解是本实验的主要目的。

(二)、实验主要仪器:FM -A 磁天平 (三)、实验原理及方法:根据磁性物质在非均匀磁场中的受力原理实现Ms 的测量,其方法为磁天平法,如图所示。

磁天平工作原理示意图设一小球样品处在非均匀磁场中,样品质量为m 、体积V ,则样品在此非均匀磁场中沿任意轴向α(α=x.y.z)所受的力为:αμα∂∂=HV M F s 0……………………………………………………………….①或ασμα∂∂=Hm F s 0…………………………………………………………………②电流线圈 电流线圈式中σs 为单位质量的饱和磁化强度,称为比饱和磁化强度。

显然,d VmMs s s σσ==………………………………………………………………③其中d 为试样密度如果磁场的不均匀只表现在Z 方向。

则,0=∂∂=∂∂y H x H ,0≠∂∂zH∴zHV M F s z ∂∂=0μ………………………………………………………………④ 或z Hm F s z ∂∂=σμ0…………………………………………………………………⑤ 实际测量中,zH∂∂即磁场梯度难以精确测量,因而,一般采用相对法测量,如图所示,无磁场时,天平平衡时砝码重量(W 1),加磁场后,由于Fz 的作用,需要增加砝码来达到新的平衡,当天平重新平衡时(W 2)有:W g W W g zHm F s z ∆=-=∂∂=.).(120σμ…………………………………………⑥式中g -重力加速度△W -加磁场前后砝码之差∴zH mWg s ∂∂∆=0.μσ…………………………………………………………………⑦ 将标准样品置于同样的非均匀磁场中,则有:zHm W g F s z ∂∂=∆=00000.σμ……………………………………………………⑧ 联立⑦,⑧ ∴000W m Wm s s ∆∆=σσ……………………………………………………………………⑨标准式样一般采用密度为8.90g.cm -3,纯度≥99.9%的Ni 球,其饱和磁化强度M s0=485.6KA·m -1,Ni 球净重为0.01333 g 。

磁性材料高中物理教案设计及讲解

磁性材料高中物理教案设计及讲解

磁性材料高中物理教案设计及讲解磁性材料-高中物理教案设计及讲解一、课程目标1.认识磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用。

2.了解磁性材料的特性和磁性现象的产生机理。

3.掌握磁性材料在磁场中受力的规律和磁性材料的分类方法。

二、课程内容1. 磁性材料的概念通过视频、图片等多媒体手段,向学生简单介绍磁性材料的概念和分类方法,引导学生认识磁性材料的广泛应用。

2. 电子和磁性的关系通过实验或模拟实验的方法,展示电子和磁性的关系,让学生了解电子运动和磁场之间的相互作用。

3. 磁性材料和磁场的作用通过实验或模拟实验的方法,让学生掌握磁性材料在磁场中受力的规律,了解不同磁性材料的磁性特性。

4. 磁性材料的应用通过案例和实际应用展示,让学生了解磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用。

三、教学策略1. 多媒体手段在教学中引入多媒体手段,让学生通过观看视频、图片等形式更加直观地认识磁性材料的概念和应用。

2. 实验和模拟实验在教学中设置实验或模拟实验环节,让学生亲身体验磁性材料在磁场中的受力规律和表现,从而更加深入地理解磁性材料的特性。

3. 案例和应用通过案例和实际应用的方式,让学生深入了解磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用,从而更加深入地理解磁性材料的功能和特点。

四、教学方法1. 示范讲授法教师通过多媒体手段展示磁性材料的概念和分类方法,引导学生认识磁性材料的广泛应用和工业领域中的重要作用。

2. 互动探究法教师通过实验和模拟实验的方式,让学生探究电子和磁性的关系、磁性材料在磁场中的受力规律和不同磁性材料的磁性特性。

3. 讨论交流法在案例和实际应用的展示环节中,教引导学生进行讨论和交流,深入了解磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用。

五、教学评估1. 实验和模拟实验的成果展示让学生对磁性材料的特性和磁性现象的产生机理进行实验或模拟实验,通过学生的成果展示来评估学生的掌握情况。

磁性物理实验指导书讲解

磁性物理实验指导书讲解

磁性物理实验讲义磁性物理课程组编写电子科技大学微电子与固体电子学院二O一二年九月目录一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (1)二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 (3)三、磁致伸缩系数测量与分析 (6)四、磁化强度测量与分析 (9)五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 (11)六、磁畴结构分析表征 (12)一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析(一)、实验目的:了解磁性材料的起始磁导率的测量原理,学会测量材料的起始磁导率,并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。

(二)、实验原理及方法:一个被磁化的环型试样,当径向宽度比较大时,磁通将集中在半径附近的区域分布较密,而在外半径附近处,磁通密度较小,因此,实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。

为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况,引入有效尺寸参数。

有效尺寸参数为:有效平均半径r e,有效磁路长度l e,有效横截面积A e,有效体积V e。

矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。

⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=211211lnrrrrre(1)⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=211211ln2rrrrleπ(2)⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=2112211lnrrrrhAe(3)eeelAV=(4)其中:r1为环型磁芯的半径,r2为环型磁芯的外半径,h为磁芯高度。

利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性,尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时,应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。

材料的起始磁导率(iμ)可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量(L)而计算得到。

计算公式如式(5)所示。

20i eeA NLlμμ=(5)其中:μ0为真空磁导率,4π×10-7H ·m -1;N 为线圈匝数。

磁性材料起始磁导率(µi )的定义式如式(6)所示。

可知,起始磁导率的温度特性依赖于材料磁感应强度(B )的温度特性,而磁感应强度和磁化强度(M )之间满足式(7),因此可知,材料起始磁导率的温度特性可反映材料磁化强度的温度特性。

物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍

物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍

物理实验技术中的磁性测量原理与实验方法介绍引言物理实验技术是科学研究和工程应用中不可或缺的一环。

磁性测量作为物理实验技术中的重要部分,在材料科学、能源研究、电子工程等领域中具有广泛的应用。

本文将介绍磁性测量的基本原理和常用实验方法。

一、磁性测量的基本原理1. 磁感应强度的测量原理磁感应强度是磁场的物理量,用于描述磁力场的强度和方向。

磁感应强度的测量原理基于法拉第电磁感应定律,即当导线在磁场中运动时,会在导线两端产生感应电动势。

利用法拉第电磁感应定律,可以测量磁感应强度。

2. 磁化强度的测量原理磁化强度是材料在磁场中磁化的程度,是描述磁体磁化特性的物理量。

磁化强度的测量原理基于霍尔效应,即当导体中有电流流过时,会在垂直电流方向的方向上产生一定的电势差。

通过测量霍尔电压和电流,可以得到磁化强度。

3. 磁化曲线的测量原理磁化曲线描述了材料在外加磁场中磁化强度与外加磁场强度之间的关系。

通过测量不同外加磁场下材料的磁化强度,可以得到磁化曲线。

常用的磁化曲线测量方法有霍兰德环和振荡磁强计法。

二、磁性测量的实验方法1. 磁感应强度测量方法常用的磁感应强度测量方法有霍尔效应法和极点法。

霍尔效应法利用霍尔效应测量磁感应强度,通过测量霍尔电压和电流,可以得到磁感应强度。

极点法则是通过将被测物体放置在已知磁场强度的磁极附近,利用磁体的力矩平衡条件得到被测物体的磁感应强度。

2. 磁化强度测量方法常用的磁化强度测量方法有霍尔效应法和电桥法。

霍尔效应法利用霍尔效应测量磁化强度,通过测量霍尔电压和电流,可以得到磁化强度。

电桥法则是将被测物体放置在匝数已知的线圈中,通过调节电桥平衡来测量磁化强度。

3. 磁化曲线测量方法常用的磁化曲线测量方法有霍尔德环法和振荡磁强计法。

霍尔德环法通过将被测物体制成一个环形样品,测量环形样品在不同外加磁场下的磁化强度,从而得到磁化曲线。

振荡磁强计法则是通过测量振荡电桥的平衡条件来测量不同外加磁场下的磁化强度,从而得到磁化曲线。

磁学实验设计与操作指南

磁学实验设计与操作指南

磁学实验设计与操作指南引言:磁学是物理学中的一个重要分支,研究磁场的产生、性质以及磁性物质的行为等。

磁学实验是磁学课程的一项重要内容,通过实验可以帮助学生理解磁学的基本原理和磁性物质的特性。

本文将为您提供一份磁学实验的设计与操作指南,希望能够帮助您顺利完成磁学实验。

实验一:磁场测量实验目的:测量不同磁场的强度,并了解不同磁体的极性。

实验器材:1. 磁力计(高灵敏度)2. 不同形状的磁体(如长条形磁体、圆柱形磁体等)3. 直尺4. 实验报告表格实验步骤:1. 将磁力计放置在水平桌面上,并调零仪器。

2. 选择一个磁体,并将其放置在磁力计的中心位置上。

3. 记录磁力计上显示的数值为该磁体的磁感应强度。

4. 更换其他形状的磁体,重复步骤2和步骤3。

5. 将实验数据整理并填入实验报告表格中。

实验二:安培力实验实验目的:了解安培力的产生和性质,研究电流通过导线时的磁场效应。

实验器材:1. 直流电源2. 导线3. 安培计4. 铜线圈5. 开关6. 实验报告表格实验步骤:1. 将直流电源连接到安培计上,并调整电源电压为合适的值。

2. 将导线和铜线圈连接到电源和开关上,在不通电的情况下将它们放置在平行且距离较近的位置上。

3. 打开电源,记录安培计的示数。

4. 关闭电源,移动导线或铜线圈的位置,并重复步骤3。

5. 将实验数据整理并填入实验报告表格中。

实验三:霍尔效应实验实验目的:通过静磁场和电流的作用,观察霍尔效应。

实验器材:1. 霍尔电流计2. 磁铁3. 直流电源4. 实验报告表格实验步骤:1. 将磁铁放置在霍尔电流计旁边,使其形成一个较强的静磁场。

2. 将直流电源的正、负极分别与霍尔电流计的两端相连。

3. 打开电源,记录霍尔电流计的示数。

4. 移动磁铁或改变电流的方向,并重复步骤3。

5. 将实验数据整理并填入实验报告表格中。

结论:通过以上实验,我们可以得出以下结论:1. 磁场的强度与磁体的形状和材质有关。

2. 安培力和电流的大小、导线的位置以及电流方向有关。

测量物质磁性的物理实验技术详解

测量物质磁性的物理实验技术详解

测量物质磁性的物理实验技术详解磁性是物质的一种重要特性,通过测量物质的磁性,不仅可以了解物质的性质,还可以应用于各种实际场景中。

本文将详解测量物质磁性的物理实验技术。

一、磁化曲线测量技术磁化曲线是通过外加磁场将物质磁化后,随着外加磁场的变化,所测得的物质磁化强度与外加磁场的关系曲线。

常见的测量磁化曲线的技术有霍尔效应法、电感法和霍尔磁化法。

1. 霍尔效应法霍尔效应法利用霍尔效应的原理,通过测量霍尔电阻的变化来反映物质的磁性。

霍尔效应是指当电流流过具有磁性的物质时,垂直于电流和磁场方向的电势差称为霍尔电势差。

通过测量霍尔电势差和电流强度,可以计算出磁场的大小。

2. 电感法电感法是通过测量线圈上的感应电动势来实现磁化曲线的测量。

当物质被磁化后,在线圈中产生的感应电动势与外加磁场的变化有关。

通过测量感应电动势和外加磁场的关系,可以绘制出磁化曲线。

3. 霍尔磁化法霍尔磁化法是将霍尔效应和磁化曲线测量技术相结合,通过测量磁化过程中产生的霍尔电势差和电流强度,来获取物质的磁化曲线。

与霍尔效应法相比,霍尔磁化法能够更直观地反映物质的磁化过程,具有更高的测量精度。

二、磁矩测量技术磁矩是物质的微观性质,反映了物质的磁性强弱和方向。

磁矩的测量技术主要包括核磁共振法、磁力法和霍尔效应法。

1. 核磁共振法核磁共振法是利用原子核在外磁场作用下发生共振吸收的原理,通过测量共振频率和共振吸收谱的形状,来确定物质的磁矩大小和方向。

核磁共振法在医学诊断、材料科学等领域有重要应用。

2. 磁力法磁力法是通过测量磁场对物质的作用力来确定物质的磁矩。

测量时,将被测物质放置在已知磁场中,通过测量物质受到的磁力大小和方向,可以推算出物质的磁矩。

3. 霍尔效应法霍尔效应法在测量磁矩时,利用霍尔效应的原理,通过测量霍尔电势差和电流强度,来计算出物质的磁矩。

不同方向的磁矩对霍尔电势差的大小和方向产生不同的影响,通过测量这些参数可以获取物质的磁矩大小和方向。

磁场的产生和磁感应的实验八年级上册物理实践指导手册

磁场的产生和磁感应的实验八年级上册物理实践指导手册

磁场的产生和磁感应的实验八年级上册物理实践指导手册实验一:磁场的产生实验目的:通过实验探究磁场的产生原理,了解磁感线的特征。

实验器材:1.电池2.长导线3.螺线管4.铁屑5.小磁铁实验步骤:1.将一根长导线绕在螺线管上,并用胶带固定导线的两端,确保导线不会松动。

2.将导线的一端与电池的正极相连,另一端与电池的负极相连。

3.将螺线管水平放置在桌面上,将一些铁屑撒在螺线管的上方。

4.用小磁铁靠近螺线管的一端,并观察铁屑的运动情况。

实验原理:当电流通过导线时,周围会形成一个磁场。

这是因为电流中的电子运动产生了磁效应。

当磁场与磁性物体接触时,会发生磁感应现象,磁力会作用在磁性物体上,导致物体运动或磁性物质排列。

实验结果:当小磁铁靠近螺线管时,铁屑会迅速聚集在螺线管的两端,且形成一条闭合的曲线状。

这条曲线被称为磁感线。

磁感线从导线的一端穿出,经过螺线管的内部,再穿入导线的另一端,形成一个闭环。

实验二:磁感应的实验实验目的:通过实验观察磁场对磁性物体的作用,进一步了解磁感应现象。

实验器材:1.螺线管2.铁屑3.小磁铁实验步骤:1.将螺线管水平放置在桌面上,将一些铁屑撒在螺线管的上方。

2.用小磁铁靠近螺线管的一端,并观察铁屑的运动情况。

3.反复进行实验,尝试使用不同极性的磁铁。

实验原理:磁感应是指在磁场中,磁性物体受到的力的作用。

根据右手定则,当电流通过导线时,电流方向与自身的磁场方向垂直,导线周围产生一个磁场。

当磁性物体进入该磁场时,它会受到力的作用。

实验结果:观察实验过程中,铁屑会随着小磁铁的靠近而发生移动,当磁铁离开时,铁屑又会恢复原状。

此外,铁屑会集中在螺线管的两端附近。

这说明磁场会对磁性物体产生力的作用,并使其聚集在磁场的两侧。

实验结论:通过以上两个实验,我们可以得出以下结论:1.通过电流在导线中的流动,可以产生磁场。

磁感线是一种闭合的曲线状,从导线的一端穿出,经过螺线管的内部,再穿入导线的另一端。

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磁性物理实验讲义磁性物理课程组编写电子科技大学微电子与固体电子学院二O一二年九月目 录一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析(一)、实验目的:了解磁性材料的起始磁导率的测量原理,学会测量材料的起始磁导率,并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。

(二)、实验原理及方法:一个被磁化的环型试样,当径向宽度比较大时,磁通将集中在内半径附近的区域分布较密,而在外半径附近处,磁通密度较小,因此,实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。

为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况,引入有效尺寸参数。

有效尺寸参数为:有效平均半径r e ,有效磁路长度l e ,有效横截面积A e ,有效体积V e 。

矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=211211ln r r r r r e (1)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=211211ln2r r r r l e π (2)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2112211ln r r r r h A e (3)e e e l A V = (4)其中:r 1为环型磁芯的内半径,r 2为环型磁芯的外半径,h 为磁芯高度。

利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性,尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时,应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。

材料的起始磁导率(i μ)可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量(L )而计算得到。

计算公式如式(5)所示。

20i e eA N L l μμ=(5)其中:μ0为真空磁导率,4π×10-7H ·m -1;N 为线圈匝数。

磁性材料起始磁导率(μi )的定义式如式(6)所示。

可知,起始磁导率的温度特性依赖于材料磁感应强度(B )的温度特性,而磁感应强度和磁化强度(M )之间满足式(7),因此可知,材料起始磁导率的温度特性可反映材料磁化强度的温度特性。

根据郎之万顺磁性理论可知,磁性材料的磁化强度大小严重依赖于温度变化。

随着温度升高,磁性材料可铁磁性或亚铁磁性状态转变为顺磁性状态,此时对应的临界温度为磁性材料的居里温度(T c )。

对于铁氧体材料来说,次晶格上的离子种类和占位情况会影响次晶格间的超交换作用,从而对材料温度特性产生影响。

001limi H B H μμ∆→∆=∆ (6) B =μ0(H +M ) (7) 测量实验装置如下图所示。

(三)、实验内容:发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响,进而表征磁特性参数的温度特征。

(四)、实验步骤:1、将LCRZ 测量仪开机预热10分钟,并进行开路和短路较准。

2、准确测量待测环型样品的内径r 1、外径r 2和高h 。

3、对待测样品绕10匝线圈后将其置于高低温试验箱中。

首先测量室温下待测样品的电感量,然后分别调节温度至-30℃、-10℃、50℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃和120℃,测量不同温度下待测样品的电感量。

4、根据电感量计算材料起始磁导率,并计算材料居里温度。

根据上述测量结果分析强磁性物质离子占位分布对自发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响。

(五)、实验注意事项1. 当高低温箱工作室温度(PV 值)≥60℃时禁止起动高低温箱“制冷”功能!2. 高低温箱照明灯不宜长亮!3. 请勿拨动超温设置拨盘开关!二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析(一)、实验目的了解四探针法测量材料电阻率的原理和倍乘电压表法测量测量材料磁损耗的原理,并学会结合磁损耗产生机制对磁损耗进行分离,探讨电阻率对材料损耗的影响。

(二)、实验原理软磁铁氧体磁芯的总损耗P cv 主要由磁滞损耗P h 、涡流损耗P e 和剩余损耗P r 三部分组成,如式(1)所示。

在铁氧体磁芯工作时,P h 、P e 和P r 通常都是叠加在一起难以分离。

但是可采用约旦(Jordan )法对各损耗进行分离。

2r r P P cv h e P P P af bf =++=++ (1)在比较低的频率下,材料的涡流损耗与样品的厚度d 2和频率f 2成正比,而与电阻率ρ成反比,即:P e =K e B 2f 2d 2/ρ,其中K e 为常数。

由此可见,降低涡流损耗的关键是减小样品的厚度d (或半径R )和提高材料的电阻率ρ。

对于多晶MnZn 铁氧体,电阻率包括晶粒内部与晶粒边界两个部分。

因此,提高电阻率也应从两个方面入手。

电阻率的测量采用四探针法,其原理如下。

四探针法测量样品电阻率是以针距约为1mm 的四根金属探针同时排成一直线,并以一定的压力压在平整的样品表面,如图1所示。

在1、4两根探针间通过电流I ,则在2、3探针间产生电位差V 。

材料电阻率 ρ=CIV(Ω-cm) (2) 式中C 为探针修正系数,由探针的间距决定。

当样品电阻率分布均匀时,试样尺寸满足半无穷大条件时, 12122321111C S S S S S S π=+--++(cm) (3)式中:S 1、S 2、S 3分别为探针1与2,2与3,3与4之间的间距。

每个探头都有自己的系数。

C ≈±(cm)。

若取电流值I=C 时,则ρ=V ,即可由数字电压表直接读出。

由于块状或棒状样品外形尺寸远大于探针间距,符合半无穷大边界条件,电阻率可直接由(2)式求出。

磁损耗的测量采用倍乘电压表法,其原理如图所示。

无抗取样电阻R 与被测磁芯Lx 串联,R 两端电压和Lx 两端电压分别接到倍乘(乘积)电压表得两个通道,该电压表指示出两个电压瞬时值乘积的平均值,这个平均值正比于磁芯的总功耗P=(ui )=αK 。

该式中,(ui )为组合线圈两端的电压和通过它的电流乘积得时间平均值;α为电压表读数;K 为电表常数,由两个通道的灵敏度、测量电流的电阻器R 的数值和表头刻度的满度偏转来决定。

图2 倍乘电压表法测功耗原理图2中,G :大功率信号源,要求能供给规定的电压和电流,波形要在规定的容限以内,若规定用正弦波,谐振总含量应小于1%。

平均值检波电压表UAV :用于被测磁芯线圈两端的平均值电压的检测,测量误差小于1%。

(三)、实验内容测量材料的电阻率和不同频率、温度及磁感应强度下材料损耗,结合磁损耗产生机制进行损耗分离,并探讨降低途径,从导电机制分析铁氧体电阻率对材料涡流损耗的影响。

(四)、实验步骤1. 材料电阻率的测量 (1)测试准备将220V电源插头插入电源插座,电源开关置于断开位置,工作选择开关置于“短路”位置,电流开关处于弹出切断位置。

将测试架的插头和主机的输入插座相连,松开测试架立柱处的高度调节手轮,将探头调节到适当的位置和高度,测试样品应进行清洁处理,放于样品架上,使探针能与表面良好接触,并保持一定的压力,调节室内温度使之达到要求的测试条件。

(2)测量电流的调节将电源开关置于开启位置,数字显示亮,仪器通电预热1小时。

工作选择开关置于“1调节”位置,电流量程开关与电压量程开关必须放于相对应的任一组的量程上。

按下电流开关,调节电流电位器,可以使电流输出在0~范围内,调节到数字显示出测量所需要的电流值(块状或棒状样品为;薄片样品为)。

(3)测量极性开关拨至上方,工作状态选择开关置于“测量”,拨动电流量程开关和电压量程开关,置于样品测量所适合的电流、电压量程范围,调节电压表的粗调和细调调零,使数字显示为“000”,按下电流开关输出恒定电流,即可由数字显示板和单位显示灯直接读出测量值。

如果数字出现闪烁,则表明测量值已超过此电压量程,应将电压量程开关拨到更高档;读数后切断电流开关,数字显示将恢复到零位。

在仪表处于高灵敏电压档时要经常检查零位。

再将极性开关拨至下方(负极性),按下电流开关,从数字显示板和单位显示灯可以读出负极性的测量值。

将两次测量获得的电阻率值取平均,即为样品在该处的电阻率值。

2. 材料磁损耗的测量(1)测试电压选择根据测试条件及被测磁芯,按照下式计算测试电压:V=×f×B×A e×N×10-4式中: f为测试频率(KHz);B为测试磁感应强度(mT);N为测试线圈匝数;Ae为磁芯有效截面积 (cm2)。

(2)连接(3)测试①首先开启2335功率表电源。

然后将信号源输出置于“断”状态,并将衰减器置于大于60dB的位置,细调电位器左旋至底,选择好输出电压端接线,开启信号源电源。

②对待测磁芯进行尺寸测量后绕线,计算不同测试频率对应的测试电压。

将待测磁芯接入测量端口。

③将2335功率表置于auto和rms、P或P×10状态,然后将信号源置于“通”状态,逐渐升高电压到所计算的值,在升压过程中,注意电流应无突升现象。

④由2335功率表读出磁芯的总功耗,计算比功耗。

并根据约旦损耗分离对f=1000kHz下的总损耗进行损耗分离。

测量条件如下表所示⑤关机时,按照条反顺序进行。

(五)、注意事项1. 仪器要先预热。

2. 样品表面需进行清洁处理,并保持干燥。

3. 四探针测量仪再中断测试时应将工作选择开关置于“短路”位置,电流开关置于弹出断开位置。

根据国家标准和仪器性能关系可知,为保证测试精度,推荐以下电流、电压量程组合。

5. 禁止输出短路!!!三、磁致伸缩系数测量与分析一、实验目的1. 掌握通过应变电阻阻值变化测试材料磁致伸缩系数的原理和方法。

2. 理解磁致伸缩系数λ与磁化场H 之间的关系。

3. 通过磁场对材料磁致伸缩系数的影响,探讨磁致伸缩的起源。

二、实验原理磁体在外磁场中磁化时,其形状与体积发生变化,这种现象叫磁致伸缩。

表征磁致伸缩的磁性参数为磁致伸缩系数,当磁场H 达到饱和磁化场时,纵向磁致伸缩为一确定值λs,——饱和磁致伸缩系数。

图1 应变电阻片法测量材料磁致伸缩系数原理图如图1,将应变电阻粘结于待测材料上,并对待测材料所绕线圈通直流电流,在线圈产生的磁场作用下,磁体的尺寸将发生变化,并给应变电阻施加应力,从而改变了应变电阻的电阻值,通过测定应变电阻阻值的变化,可以分析出当前磁场强度下磁体尺寸的变化量(即磁致伸缩系数λ)。

λ和应变电阻片阻值之间的关系如式(1)所示。

1L R L K RλΛ∆== (1)其中:K 为应变电阻片的灵敏系数。

应变式传感器是目前应用最广泛的传感器之一。

应变电阻片法是将磁致伸缩形变应变量转换成电阻变化,通过测量电阻的变化而测定λ的方法。

应变片它主要由电阻敏感栅、基底和面胶(或覆盖层)、粘结剂、引出线五部分组成。

应变片结构图见图2。

图2 应变电阻片结构1―覆盖层;2―基底;3―引出线;4―粘合剂;5―敏感栅为了精确测量磁性材料的磁致伸缩系数,可采用非平衡电桥法进行测量,如图3所示。

图3 测量磁致伸缩系数的电桥R 1=R 2=R 3=R 4=R,ΔR=ΔR 1,单臂工作时,只有一臂工作,即R 1+ΔR 1,假设流过放大器的电流为I g ,则磁致伸缩系数可通过式(2)计算。

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