动态磁滞回线测量
动态磁滞回线测量
清华大学试验报告纸系别 机械工程系 班级 机械51班 姓名 陈璞做实验日期 2007年3 月30日 教师评定用示波器测动态磁滞回线[实验目的](1) 了解用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法；(2) 根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值；(3) 进一步学习示波器显示利萨如图形的方法。
[实验原理]利用示波器测动态磁滞回线的原理电路图如图所示。
将样品制成闭合的环形，其上均匀的绕有磁化线圈N1以及副线圈N2。
交流电压u加载磁化线圈上，线路上串联了一取样电阻R1。
将R1两端的电压u1加到示波器的X输入端上。
副线圈N2与电阻R2和电容R串联成一回路。
电容C两端的电压u c加到示波器的Y输入端上。
1、u1与磁场强度H成正比设环状样品的平均周长为l，磁化线圈的匝数为N1，磁化电流为i1（注意这是交流电的瞬时值），根据安培环路定律有Hl= N1 i1，即i1= Hl/ N1。
而u1= R1 i1，所以可得式中R1，l和N1皆为常数，可见u1与H成正比。
它表明示波器荧光屏上的电子束偏转的大小与样品中的磁场强度成正比。
2、u c（Y输入）在一定条件下与磁感应强度B成正比设样品的截面积为S，根据电磁感应定律，在匝数为的N2的副线圈中的感应电动势应为若副边回路中的电流为i2且电容C上的电量为q，则应有在上式中已考虑到副线圈匝数N2较小，因而自感电动势可忽略不计。
在选定线路参数时，有意将R2与C都选成足够大，使电容C上的电压降u c =q/C比起电阻上的电压降小到可以忽略不计。
于是，公式可以近似为将关系式代入得到不考虑其负号时，两式比较得到将等式两边对时间积分，由于B和u c都是交变的，积分常数为0。
整理后得到式中、S、和C皆为常数，可见与成正比，也就是说示波器荧光屏上的电子竖直方向偏转的大小与磁感强度成正比。
至此，可以看出，在磁化电流变化的一周期内，示波器的光点将描绘出一条完整的磁滞回线。
+《测磁滞回线》——用示波器观测动态磁滞回线讲义(教)
用示波器观测动态磁滞回线【实验简介】磁性材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器的铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用磁性材料。
铁磁材料是最常见和最常用的磁性材料。
它分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽力的大小不同。
硬磁材料的剩磁和矫顽力大，因而磁化后，其磁感应强度可长久保持，适宜做永久磁铁。
软磁材料的矫顽力小，但磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、变压器、电器和仪表制造等工业部门。
磁滞回线和磁化曲线反映了铁磁材料的主要特征。
本实验将采用动态法测量磁滞回线。
【实验目的】1. 掌握利用示波器测量铁磁材料动态磁滞回线的方法；2. 了解铁磁性材料的动态磁化特性；3. 了解磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力等物理量的理解。
【实验仪器与用具】磁特性综合测量实验仪（包括正弦波信号源，待测样品及绕组，积分电路所用的电阻和电容）。
双踪示波器，直流电源，电感，数字多用表。
磁特性综合测量实验仪主要技术指标如下：1) 样品1：锰锌铁氧体，圆形罗兰环，磁滞损耗较小。
平均磁路长度l =0.130 m ，铁芯实验样品截面积S =1.24×10-4 m 2，线圈匝数：1N =150匝，2N =150匝；3N =150匝。
2) 样品2：EI 型硅钢片，磁滞损耗较大。
平均磁路长度l =0.075 m ，铁芯实验样品截面积S =1.20×10-4 m 2，线圈匝数：1N =150匝，2N =150匝；3N =150匝。
3) 信号源的频率在20～200 Hz 间可调；可调标准电阻1R 、2R 均为无感交流电阻，1R 的调节范围为0.1～11 Ω；2R 的调节范围为1～110 kΩ。
标准电容有0.1 μF ～11 μF 可选。
【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表示物质被磁化的难易程度：H M m =χ HB r 0μμ= 其中，0μ是真空磁导率（270/104A N -⨯=πμ）。
动态磁滞回线的测量
动态磁滞回线的测量班级姓名学号一、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.学会用示波法测绘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、剩磁和矫顽力的数值。
二、实验原理1.铁磁材料的磁滞性质铁磁材料除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。
当材料磁化时，磁感应强度B不仅与当时的磁场强度H有关，而且决定于磁化的历史情况，如图1所示。
曲线OA表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B随H的增加而增加，称为磁化曲线。
当H增加到某一值时，B几乎不再增加，说明磁化已达到饱和。
材料磁化后，如使H减小，B将不沿原路返回，而是沿另一条曲线下降。
当H从-增加时，B将沿曲线到达A，形成一闭合曲线称为磁滞回线，其中H=0时，|B|=, 称为剩余磁感应强度。
要使磁感应强度B 为零，就必须加一反向磁场-, 称为矫顽力。
各种铁磁材料有不同的磁滞回线，主要区别在于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。
由于铁磁材料的磁滞特性，磁性材料所处的某一状态必然和它的历史有关。
为了使样品的磁特性能重复出现，也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态(H=0,B=0)开始，在测量前必须进行退磁，以消除样品中的剩余磁性。
图1 B-H磁滞回线2.示波器测量磁滞回线的原理图2所示为示波器测动态磁滞回线的原理电路。
将样品制成闭合的环形，然后均匀地绕以磁化线圈及副线圈，即所谓的罗兰环。
交流电压u加在磁化线圈上，为取样电阻，其两端的电压加到示波器的x轴输入端上。
副线圈与电阻和电容串联成一回路。
电容C两端的电压u加到示波器的y输入端上。
图2 用示波器测动态磁滞回线的原理图(1) (x轴输入)与磁场强度H成正比若样品的平均周长为l，磁化线圈的匝数为，磁化电流为i 1(瞬时值)，根据安培环路定理，有Hl=,而，所以(1)由于式中、ｌ和皆为常数，因此，该式清楚地表明示波器荧光屏上电子束水平偏转的大小()与样品中的磁场强度(H)成正比。
用示波器测动态磁滞回线磁场测量实验报告
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线(动态磁滞回线实验)磁性材料在科研和工业中有着广泛的应用，种类也相当繁多，因此各种材料的磁特性测量，是电磁学实验中一个重要内容。
磁特性测量分为直流磁特性测量和交流磁特性测量。
本实验用交流正弦电流对磁性材料进行磁化，测得的磁感应强度与磁场强度关系曲线称为动态磁滞回线，或者称为交流磁滞回线，它与直流磁滞回线是有区别的。
可以证明：磁滞回线所包围的面积等于使单位体积磁性材料反复磁化一周时所需的功，并且因功转化为热而表现为损耗。
测量动态磁滞回线时，材料中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗，因此，同一材料的动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积稍大些。
本实验重点学习用示波器显示和测量磁性材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的方法，了解软磁材料和硬磁材料交流磁滞回线的区别。
一．实验目的1.了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2.用示波器测量软磁材料（软磁铁氧体）的磁滞回线和基本磁化曲线，求该材料的饱和磁感应强度m B 、剩磁r B 和矫顽力c H 。
3.学习示波器的X 轴和Y 轴用于测量交流电压时，各自分度值的校准。
4.用示波器显示硬铁磁材料（模具钢12Cr ）的交流磁滞回线，并与软磁材料进行比较。
二.实验原理（一）铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁性的原因。
一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。
如左图所示，当铁磁物质中不存在磁化场时，H 和B 均为零，在H B -图中则相当于坐标原点O 。
随着磁化场H 的增加，B 也随之增加，但两者之间不是线性关系。
当H 增加到一定值时，B 不再增加或增加的十分缓慢，这说明该物质的磁化已达到饱和状态。
m H 和m B 分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度(对应于图中A 点)。
如果再使H 逐步退到零，则与此同时B 也逐渐减小。
动态磁滞回线的测量实验报告
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。
实验5动态磁滞回线
实验5 动态磁滞回线一、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、学会用示波法测绘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Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。
4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别，并确定某一频率下的磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc数值。
5、改变不同的磁性材料，比较磁滞回线形状的变化。
二、实验仪器动态磁滞回线测试仪及示波器。
动态磁滞回线测试仪由测试样品、功率信号源、可调标准电阻、标准电容和接口电路等组成。
三、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（Hs）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。
如图1中的OS端曲线所示。
图1 磁化曲线和μ～H曲线2、磁滞回线当铁磁材料的磁化达到饱和之后，如果将磁化场减少，则铁磁材料内部的B和H也随之减少，但其减少的过程并不沿着磁化时的OS段退回。
从图2可知当磁化场撤消，H=0时，磁感应强度仍然保持一定数值B=Br称为剩磁（剩余磁感应强度）。
若要使被磁化的铁磁材料的磁感应强度B减少到0，必须加上一个反向磁场并逐步增大。
当铁磁材料内部反向磁场强度增加到H=Hc时（图2上的c点），磁感应强度B才是0，达到退磁。
动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告
1. 动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告2. 引言在材料科学和物理学领域，磁性材料的性质对于电磁器件和磁性储存系统的设计和性能起着至关重要的作用。
磁滞回线和磁化曲线是描述磁性材料特性的重要参数，它们对于磁性材料的应用和应力分析具有重要意义。
本实验旨在通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线，研究和分析磁性材料的特性，以期能更深入地理解和应用这些理论知识。
3. 实验目的本次实验旨在探索磁性材料的磁滞回线和磁化曲线特性，通过动态法测量并分析磁性材料的磁滞回线和磁化曲线，了解磁性材料在外加磁场作用下的磁性响应规律，并对实验结果进行分析和讨论。
4. 实验原理磁滞回线是描述磁性材料在外加磁场变化时磁化状态的变化规律的曲线。
而磁化曲线则是描述磁性材料在外加磁场的作用下，磁化强度随磁场强度的变化关系。
通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线，可以得到材料的磁滞回线图形和磁化曲线图形，并通过分析曲线的各项参数，揭示材料中的一些重要性质。
5. 实验步骤（1）准备工作：准备好磁性材料样品、测量设备和外加磁场设备。
（2）动态法测量磁滞回线：将样品置于外加磁场设备中，通过改变外加磁场的大小和方向，观察样品的磁化状态变化，并记录数据。
（3）动态法测量磁化曲线：在不同外加磁场下，测量样品的磁化强度，并记录数据。
（4）数据处理和分析：根据实验数据，绘制磁滞回线图和磁化曲线图，并分析曲线的各项参数，如剩磁、矫顽力等。
6. 实验结果通过动态法测量，我们得到了样品的磁滞回线和磁化曲线图形，并对实验数据进行了分析。
在磁滞回线图中，我们观察到样品在外加磁场作用下出现了明显的磁滞现象，磁滞回线的形状反映了样品的磁滞性能；在磁化曲线图中，我们观察到了样品在不同外加磁场下磁化强度的变化规律，通过对曲线参数的分析，我们可以得到材料的一些重要性能指标。
7. 实验分析通过对实验数据的分析，我们可以发现磁滞回线和磁化曲线反映了磁性材料在外加磁场作用下的磁性响应规律。
动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告
动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告一、引言磁滞回线和磁化曲线是研究磁性材料磁化性质的重要工具。
磁滞回线描述了材料在外加磁场作用下磁化程度的变化规律，而磁化曲线则反映了材料的磁化特性。
本实验通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线，旨在深入了解磁性材料的磁化行为，并通过分析实验数据得出相关结论。
二、实验原理1. 磁滞回线磁滞回线是描述材料在外加磁场逐渐增加和减小过程中磁化程度的变化情况。
在实验中，我们需要使用霍尔效应磁强计来测量磁场强度，从而可以得到材料的磁滞回线。
2. 磁化曲线磁化曲线是描述材料在外加磁场作用下磁化程度随磁场变化的曲线。
在实验中，我们需要使用霍尔效应磁强计和恒流源来测量材料在不同磁场强度下的磁场强度和磁化强度，并绘制出磁化曲线。
三、实验步骤1. 实验准备：a. 准备一块磁性材料样品，并将其放置在实验装置上。
b. 连接霍尔效应磁强计和恒流源到实验装置上，确保测量的准确性和稳定性。
2. 磁滞回线的测量：a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。
b. 逐渐增加恒流源的电流，记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。
c. 逐渐减小恒流源的电流，重复步骤b的测量过程。
d. 根据实验数据绘制磁滞回线图。
3. 磁化曲线的测量：a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。
b. 逐渐增加恒流源的电流，记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。
c. 根据实验数据绘制磁化曲线图。
四、实验结果与讨论1. 磁滞回线的分析根据所测得的磁滞回线数据，我们可以观察到磁性材料在磁场逐渐增大过程中逐渐磁化，达到饱和磁化强度后，进一步增大磁场也不会有明显增加的效果。
而在磁场逐渐减小过程中，磁性材料的磁化程度也会随之减小，直到完全消除磁化。
磁滞回线的形状对应着材料的磁滞损耗和剩磁等特性。
2. 磁化曲线的分析根据所测得的磁化曲线数据，我们可以观察到磁性材料在不同磁场强度下的磁化程度存在一定的非线性关系。
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清华大学试验报告纸
系别 机械工程系 班级 机械51班 姓名 陈璞做实验日期 2007年3 月30日 教师评定
用示波器测动态磁滞回线
[实验目的]
(1) 了解用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法；
(2) 根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽
力Hc的数值；
(3) 进一步学习示波器显示利萨如图形的方法。
[实验原理]
利用示波器测动态磁滞回线的原理电路图如图所示。
将样品制成闭合的环形，其上均匀的绕有磁化线圈N1以及副线圈
N2。
交流电压u加载磁化线圈上，线路上串联了一取样电阻R1。
将R1两端的电压u1加到示波器的X输入端上。
副线圈N2与电阻R2和电容R串联成一回路。
电容C两端的电压u c加到示波器的Y输入端上。
1、u1与磁场强度H成正比
设环状样品的平均周长为l，磁化线圈的匝数为N1，磁化电流为i1（注意这是交流电的瞬时值），根据安培环路定律有Hl= N1 i1，即i1= Hl/ N1。
而u1= R1 i1，所以可得
式中R1，l和N1皆为常数，可见u1与H成正比。
它表明示波器荧光屏上的电子束偏转的大小与样品中的磁场强度成正比。
2、u c（Y输入）在一定条件下与磁感应强度B成正比
设样品的截面积为S，根据电磁感应定律，在匝数为的N2的副线圈中的
感应电动势应为
若副边回路中的电流为i2且电容C上的电量为q，则应有
在上式中已考虑到副线圈匝数N2较小，因而自感电动势可忽略不计。
在选定线路参数时，有意将R2与C都选成足够大，使电容C上的电压降u c =q/C比起电阻上的电压降小到可以忽略不计。
于是，公式可以近似为将关系式代入得到
不考虑其负号时，两式比较得到
将等式两边对时间积分，由于B和u c都是交变的，积分常数为0。
整理后得到
式中、S、和C皆为常数，可见与成正比，也就是说示波器荧光屏上的电子竖直方向偏转的大小与磁感强度成正比。
至此，可以看出，在磁化电流变化的一周期内，示波器的光点将描绘出一条完整的磁滞回线。
以后每个周期都重复此工程，结果在示波器的荧光屏上看到一稳定的辞职回线图形。
实际测量中的电路为了使R1上的电压降u1与流过的电流i1二者的瞬时值成正比（相位相同），R1必须是无感或电感很小的电阻。
其次为了操作安全和调节方便，在线路中采用了一个隔离降压变压器T，以避免后面的电路元件与220V市电直接相连。
调压变压器用来调节输入电压以控制磁化电流i1的大小。
在本实验中样品MS是一用冷轧硅钢片制成的C 形铁芯。
前面已说明了示波器荧光屏上可以显示出待测材料动态磁滞回线的原理。
但在实验中，还需确定示波器荧光屏上X轴的每一小格代表多少安/米，Y轴的每一小格实际代表多少特斯拉。
这就是所谓的标定问题。
3、X轴的标定
R0
T
~220V 200 Y X
R1
标定H的线路图
由于只要用实验发放测出光点沿X轴的偏转大小与电压u1的关系，进
而即可确定H。
其中交流电流表A用于测量i10，调节i10使荧光屏上呈现总长度为Lx小格的水平线，它对应于u1的峰峰值，即u1有效值的倍，所以Lx代表。
这样每小格所代表的u1的有效值为，可以知道
4、Y轴的标定
R2
T M
~220V C Y X
标定B的线路图
采用书上的电路图，得到沿Y轴光点每偏转1小格所代表的磁感强度B 值为
[实验内容]
(1) 显示和观察动态磁滞回线
如图组装电路。
电流表A置于500mA量程。
线路接好后请老师检查。
将示波器光点调至荧光屏中心，逐渐增大磁化电流，使磁滞回线上的B值能达到饱和。
示波器的X、Y轴的分度值调整至适当位置，使荧光屏上得到典型的美观的回线图形。
记住此时的磁化电流I的大小。
(2) 测量动态磁滞回线
先退磁。
将电流调至I，以小格为单位测若干组B、H的坐标值。
特别注意回线定点、剩磁与矫顽力三个点的读书。
此后，示波器的X、Y轴的分度值绝对不要再改变，以便进行H、B的标定。
(3) 标定H和B
[数据处理]
常数记录：
N1 = 400 N2 = 100 S= l = 0.190m M = 0.100H
H(格) H(值)1234567101525 52.5105.1157.6210.1262.7315.2364.3525.4788.11313.5
B(格) B(值) B(格) B(值)08152025.52728.53233.736 00.3650.6850.913 1.154 1.233 1.301 1.461 1.538 1.643 192327303232.53334.53637 0.867 1.050 1.233 1.369 1.461 1.484 1.506 1.575 1.643 1.689
Br = 12格 Br=0.548T
Hc =52.5A/m
Bs = 40格 Bs=1.826T
标定：
I10L x I M0L y 1501710019。