用示波器测动态磁滞回线、磁场测量实验报告
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。
实验9-实验报告示例-磁滞回线

实验报告(示例)【实验名称】铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线【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。
【实验仪器】实验使用的仪器由测试样品、功率信号源、可调标准电阻、标准电容和接口电路等组成。
测试样品有两种,一种是圆形罗兰环,材料是锰锌功率铁氧体,磁滞损耗较小;另一种是EI型硅钢片,磁滞损耗较大些。
信号源的频率在20~200Hz 间可调;可调标准电阻R1的调节范围为0.1~11Ω;R2的调节范围为1~110kΩ;标准电容有0.1μF~11μF可选。
实验样品的参数如下:样品1:平均磁路长度L=0.130m,铁芯实验样品截面积S=1.24×10-4m2,线圈匝数:N1=150T,N2=150T;N3=150T。
样品2:平均磁路长度L=0.075m,铁芯实验样品截面积S=1.20×10-4m2,线圈匝数:N1=150T,N2=150T;N3=150T。
【实验原理】1、磁化曲线此处说明什么是磁化曲线,什么是起始磁化曲线2、磁滞回线此处图示说明以下几个概念:起始磁化曲线,磁滞回线,退磁曲线,剩磁,矫顽力,磁滞现象,极限磁滞回线,基本磁化曲线,磁锻炼3、示波器显示B—H曲线的原理此处图示说明以下概念与公式:图1 B —H 曲线的原理图加在示波器X 端和Y 端的U X 和U Y ,各参数的意义H U N LR X 11=B CR SN U Y 22=3、示波器相关旋钮的功能与操作步骤及H-X 、B-Y 的关系式 此处说明示波器相关旋钮的功能与操作步骤及H-X 、B-Y 的关系式中各参数的含义【实验内容】1、显示和观察2种样品在25Hz 、50Hz 、100Hz 、150Hz 交流信号下的磁滞回线图形。
实验十三 用示波器法测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线范文

实验十三用示波器法测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线本实验中用交流电对铁磁材料样品进行磁化,测得的B H-曲线称为“动态磁滞回线”。
【实验目的】1.利用动态法测量磁性材料的磁化曲线和磁滞回线;2.了解磁性材料的基本特性;3.了解磁性材料的退磁以及磁锻炼的方法。
【实验仪器】TH/KH—MHC型智能磁滞回线实验仪、磁滞回线测试仪、示波器、电源、导线等。
【实验原理】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(铁氧体)均属铁磁物质。
其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ=B/H 很高。
另一特征是磁滞,铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H与磁感应强度B 之间关系的特性。
即磁场作用停止后,铁磁物质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线。
将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化,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,当磁场强度H从零开始增加时,磁感应强度B随之从零缓慢上升,如曲线oa所示,继之B随H迅速增长,如曲线ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当H增至H S时,B达到饱和值B S,这个过程的oabS曲线称为起始磁化曲线。
如果在达到饱和状态之后使磁场强度H减小,这时磁感应强度B的值也要减小。
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,对应的B值比原先的值大,说明铁磁材料的磁化过程是不可逆的过程。
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,这种现象称为磁滞。
动态磁滞回线实验报告

动态磁滞回线实验报告
目录
1. 实验目的
1.1 实验原理
1.1.1 动态磁滞回线的概念
1.1.2 动态磁滞回线的影响因素
1.2 实验材料
1.3 实验步骤
1.3.1 准备工作
1.3.2 进行实验
1.4 实验结果分析
1.5 实验结论
实验目的
本实验旨在通过实验观察和测量动态磁滞回线,了解其特性及影响因素,从而加深对磁滞现象的理解。
实验原理
动态磁滞回线的概念
动态磁滞回线是指在磁场强度变化的作用下,磁介质磁化强度随着磁场的变化而发生的磁化-消磁过程。
它是磁介质对外加磁场响应的特征之一。
动态磁滞回线的影响因素
动态磁滞回线的形状和特性受到多种因素的影响,包括磁性材料的种类、外加磁场的频率和强度等。
实验材料
本实验所需材料包括磁性材料样品、磁场强度测量仪器、交变磁场发生器等。
实验步骤
准备工作
1. 将磁性材料样品置于磁场强度测量仪器中。
2. 调节交变磁场发生器的频率和强度参数。
进行实验
1. 开启磁场强度测量仪器和交变磁场发生器。
2. 调节磁场强度测量仪器测量动态磁化曲线。
3. 记录实验数据并进行分析。
实验结果分析
通过实验数据分析,可以观察到动态磁滞回线的形状、变化规律,进一步探讨其在不同条件下的变化趋势和影响因素。
实验结论
根据实验结果分析,可以得出关于动态磁滞回线特性和影响因素的结论,进一步加深对磁滞现象的理解和认识。
实验十三 用示波器法测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线

实验十三用示波器法测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线本实验中用交流电对铁磁材料样品进行磁化,测得的B H-曲线称为“动态磁滞回线”。
【实验目的】1.利用动态法测量磁性材料的磁化曲线和磁滞回线;2.了解磁性材料的基本特性;3.了解磁性材料的退磁以及磁锻炼的方法。
【实验仪器】TH/KH—MHC型智能磁滞回线实验仪、磁滞回线测试仪、示波器、电源、导线等。
【实验原理】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(铁氧体)均属铁磁物质。
其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ=B/H 很高。
另一特征是磁滞,铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H与磁感应强度B 之间关系的特性。
即磁场作用停止后,铁磁物质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线。
将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化,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,当磁场强度H从零开始增加时,磁感应强度B随之从零缓慢上升,如曲线oa所示,继之B随H迅速增长,如曲线ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当H增至H S时,B达到饱和值B S,这个过程的oabS曲线称为起始磁化曲线。
如果在达到饱和状态之后使磁场强度H减小,这时磁感应强度B的值也要减小。
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,对应的B值比原先的值大,说明铁磁材料的磁化过程是不可逆的过程。
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,这种现象称为磁滞。
动态磁滞回线

磁场分布测量[实验目的](1) 学习电磁感应发测磁场的原理(2) 学习用探测线圈测量载流线圈的磁场的方法 (3) 验证矢量叠加原理(4)了解亥姆霍兹线圈磁场的特点[实验原理]导线中通以变化电流时,周围空间产生变化磁场,处于其中的闭合回路将会有感应电动当交流数字电压标内阻远大于探测线 圈的电阻时,其读数U 有:θωcos B NS e U rms ==即可得:T22max26108fd N U B π=[实验步骤](1) 分别测量两个单个圆线圈通电流时沿轴线方向的磁场分布,并测出轴外M 点的磁感应强度的大小和方向。
按矢量叠加原理算出合磁场。
再将两个圆线圈串接起来,测量沿轴线上各点的磁场分布,并测出轴外M 点的磁场大小和方向。
(2) 测量亥姆霍兹线圈轴线附近的磁场分布情况。
除已测得的轴上各点的磁场外,再在轴线中点附近两侧各测若干点的磁感应强度大小和方向。
[数据处理]编号:15探测线圈N=4200 R s =2.81ΩR s I=14.50mV d 0=1.20cm 源线圈 R=10.9cm N 0=500252010445.510813m d S -⨯==π①表格中的θ指磁场方向与圆线圈轴线方向的夹角,记录θ角时应注明磁场相对于轴线的正方向。
测量圆线圈轴线上各点磁场及验证矢量叠加原理的数据表格如下:②单线圈通电时磁场与理论值对比(B单位为T)③利用矢量叠加原理对个点所测得的结果进行叠加并与综合测量结果进行比较:④对单个线圈轴上各点的磁场分布,应画出B-x曲线,并比较试验值与由式(3.9.9)算得的理论值之间是否一致。
(见附件。
)⑤测量亥姆霍兹线圈的磁场情况。
根据测量结果,对其磁场均匀情况作一个简单说明。
由上表可以看出,亥姆霍兹线圈内磁场分布基本上是均匀的。
[误差分析及总结]本次实验值与理论值偏差较大,且随x约程次方关系增长,但分布情况总体一如预计,故考虑系统误差。
但也有一部分原因是由于我操作所致。
由于我每次测量完都要校正一遍电压值,所以速度较慢。
磁滞回线的测量实验报告

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

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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
然而,其轨迹并不沿原曲线AO ,而是沿另一曲线AR 下降到r B ,这说明当H 下降为零时,铁磁物质中仍保留一定的磁性。
将磁化场反向,再逐渐增加其强度,直到m H H -=,这时曲线达到A '点(即反向饱和点),然后,先使磁化场退回到0=H ;再使正向磁化场逐渐增大,直到饱和值m H 为止。
如此就得到一条与A AR '对称的曲线A R A '',而自A 点出发又回到A 点的轨迹为一闭合曲线,称为铁磁物质的磁滞回线,此属于饱和磁滞回线。
其中,回线和H 轴的交点Hc 和'Hc 称为矫顽力,回线与B 轴的交点r B 和'r B ,称为剩余磁感应强度。
(二)利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线电路原理图如图2所示。
将样品制成闭合环状,其上均匀地绕以磁化线圈1N 及副线圈2N 。
交流电压u 加在磁化线圈上,线路中串联了一取样电阻1R ,将1R 两端的电压1u 加到示波器的X 轴输入端上。
副线圈2N 与电阻2R 和电容C 串联成一回路,将电容C 两端的电压2u 加到示波器的Y 轴输入端,这样的电路,在示波器上可以显示和测量铁磁材料的磁滞回线。
线图2 用示波器测动态磁滞回线的电路图1. 磁场强度H 的测量设环状样品的平均周长为l ,磁化线圈的匝数为1N ,磁化电流为交流正弦波电流1i ,由安培回路定律11i N Hl =,而111i R u =,所以可得111R l u N H ⋅⋅=(1) 式中,1u 为取样电阻1R 上的电压。
由公式(1)可知,在已知1R 、l 、1N 的情况下,测得1u 的值,即可用公式(1)计算磁场强度H 的值。
2.磁感应强度B 的测量设样品的截面积为S ,根据电磁感应定律,在匝数为2N 的副线圈中感生电动势2E 为 dtdBS N E 22-= (2) (2)式中,dtdB为磁感应强度B 对时间t 的导数。
若副线圈所接回路中的电流为2i ,且电容C 上的电量为Q ,则有 CQi R E +=222 (3) 在(3)式中,考虑到副线圈匝数不太多,因此自感电动势可忽略不计。
在选定线路参数时,将2R 和C 都取较大值,使电容C 上电压降22C i R CQu <<=,可忽略不计,于是(3)式可写为 222i R E = (4)μ把电流dtdu C dt dQi C ==2代入(4)式得 dtdu C R E C22= (5) 把(5)式代入(2)式得S dtdu C R dt dBSN C 22=- 在将此式两边对时间积分时,由于B 和C u 都是交变的,积分常数项为零。
于是,在不考虑负号(在这里仅仅指相位差π±)的情况下,磁感应强度 SN Cu R B C22=(6) 式中,2N 、S 、2R 和C 皆为常数,通过测量电容两端电压幅值C u 代入公式(6),可以求得材料磁感应强度B 的值。
当磁化电流变化一个周期,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过程,形成一个稳定的磁滞回线。
3.B 轴(Y 轴)和H 轴(X 轴)的校准虽然示波器Y 轴和X 轴上有分度值可读数,但该分度值只是一个参考值,存在一定误差,且X 轴和Y 轴增益可微调会改变分度值。
所以,用数字交流电压表测量正弦信号电压,并且将正弦波输入X 轴或Y 轴进行分度值校准是必要的。
将被测样品(铁氧体)用电阻替代,从R 1上将正弦信号输入X 轴,用交流数字电压表测量R 1两端电压U 有效,从而可以计算示波器该档的分度值(单位V/cm),见图3。
须注意: 1、数字电压表测量交流正弦信号,测得得值为有效值有效U 。
而示波器显示的该正弦信号值为正弦波电压峰-峰值峰峰-U 。
两者关系是有效峰-峰=U U 22 (7)2、用于校准示波器X 轴档和Y 轴档分度值的波形必须为正弦波,不可用失真波形。
用上述方法可以对示波器Y轴和X轴的分度值进行校准。
三.实验仪器及装置动态磁滞回线实验仪由可调正弦信号发生器、交流数字电压表、示波器、待测样品(软磁铁氧体、硬磁Cr12模具钢)、电阻、电容、导线等组成。
其外型结构如图4所示。
图4 动态磁滞回线实验仪外观四.实验内容 必做实验(一)观察和测量软磁铁氧体的动态磁滞回线1.按图2要求接好电路图。
上海复旦天欣科教仪器有限公司FD-BH-2 动态磁滞回线实验仪模具钢铁氧体CH (X 轴)CRRR 1 CR 2N 1N 2 N 1N 2NN 2Y XHzFD-BH-2动态磁滞回线实验仪m电源 交流电压测量功率信号输出 幅度调节上海复旦天欣科教仪器有限公司信号输出 频率调节CH 2(Y 轴)2.把示波器光点调至荧光屏中心。
磁化电流从零开始,逐渐增大磁化电流,直至磁滞回线上的磁感应强度B 达到饱和 (即H 值达到足够高时,曲线有变平坦的趋势,这一状态属饱和)。
磁化电流的频率f 取50Hz 左右。
示波器的X 轴和Y 轴分度值调整至适当位置,使磁滞回线的m B 和m H 值尽可能充满整个荧光屏,且图形为不失真的磁滞回线图形。
3.记录磁滞回线的顶点m B 和m H ,剩磁r B 和矫顽力c H 三个读数值(以长度为单位),在作图纸上画出软磁铁氧体的近似磁滞回线。
4.对X 轴和Y 轴进行校准。
计算软磁铁氧体的饱和磁感应强度m B 和相应的磁场强度m H 、剩磁r B 和矫顽力c H 。
磁感应强度以T 为单位,磁场强度以m A /为单位。
5. 测量软磁铁氧体的基本磁化曲线。
现将磁化电流慢慢从大至小,退磁至零。
从零开始,由小到大测量不同磁滞回线顶点的读数值i B 和i H ,用作图纸作铁氧体的基本磁化曲线(H B -关系)及磁导率与磁感应强度关系曲线(H -μ曲线),其中HB =μ。
(二) 观测硬磁Cr12模具钢(铬钢)材料的动态磁滞回线1. 将样品换成Cr12模具钢硬磁材料,经退磁后,从零开始电流由小到大增加磁化电流,直至磁滞回线达到磁感应强度饱和状态。
磁化电流频率约为f=50Hz 左右。
调节X 轴和Y 轴分度值使磁滞回线为不失真图形。
(注意硬磁材料交流磁滞回线与软磁材料有明显区别,硬磁材料在磁场强度较小时,交流磁滞回线为椭圆形回线,而达到饱和时为近似矩形图形,硬磁材料的直流磁滞回线和交流磁滞回线也有很大区别。
(见参考资料7)2. 对X 轴和Y 轴进行校准,并记录相应的m B 和m H ,r B 和c H 值,在作图纸上近似画出硬磁材料在达到饱和状态时的交流磁滞回线。
五.实验数据例(仅供参考)铁氧体基本磁化曲线与磁滞回线的测量测量铁氧体的基本磁化曲线时,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,直至达到饱和。
注意由于基本磁化曲线各段的斜率并不相同,一条曲线至少20余个实验数据点,实验结果如表1所示。
(本示波器cm div 00.11 ,估读至4/1小格,即cm 05.0)。
表1 软磁铁氧体基本磁化曲线的测量并且记录得到矫顽力C H 在示波器上显示cm 55.0,剩磁r B 在示波器上显示cm 00.1,饱和磁感应强度在示波器上显示cm 20.2。
根据记录数据可以描画出样品的磁化曲线:铁氧体环状样品,外径mm 0.381=Φ,内径mm 0.232=Φ,高Hι=mm 0.10,平均周长m l 321108.952/)(-⨯=Φ+Φ⋅=π,磁环截面积262110752/)(m l S H -⨯=⋅Φ-Φ=。
示波器X 轴定标:正弦波峰峰值在示波器上读为3.00cm ,用交流数字电压表测量R 1两端电压得有效值为21.1mV,U 峰-峰=22.U 有效=22×21.1mV=42.22mV 。
所以X 轴灵敏度=00.322.42=19.89mV示波器Y 轴定标:峰峰值为4.60cm ,用交流数字电压表测量电容两端电压U 有效=16.2mV 。
U 峰-峰=22.U 有效=22×16.2mV 。
所以Y 轴灵敏度=60.42.1622⨯=9.96mV 。
初级线圈和次级线圈匝数相等,即匝20021==N N ,电阻Ω=00.21R ,Ω⨯=32100.51R ,电容F C 61070.4-⨯=,所以磁场强度)m /A (U 76.20U 00.2108.9501989.0200R U l N I l N H 111R R 31R 11⋅=⨯⨯⨯='==- 磁感应强度()mT Uc T U U U S N C R B C C C 2.159)(1534.0107520000996.01070.4100.5166322=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯='⋅=-- 根据上面记录数据得到:矫顽力 m /A 4.11505.076.20H C =⨯= 剩磁 mT 1592.15900.1B r =⨯=饱和磁感应强度 mT 35020.22.159B m =⨯=六.思考题1. 在公式(3)中,22C i R U <<时可将C U 忽略,222i R E =。