普通物理实验报告-实验报告 磁滞回线.doc

【实验名称】静态法测量软磁材料的磁滞回线
和示波器观测动态磁滞回线
【目的要求】
了解电子积分器的工作原理和使用方法;
用静态磁参数测试仪测量软磁材料的磁化曲线和静态磁滞回线.
用示波器观测软磁材料的磁滞回线
学****标定磁场强度、磁感应强度,测定样品的参数(BS, Br, Hc)
【仪器用具】
JCC-Ⅱ型静态磁参数测试仪, 磁参量实验测试板, 测试连接线, 低压电源,变压器,示波器,电阻(2Ω),电感(),等等等等
【实验原理】
铁磁材料的磁化规律
A
Hs
Hc
Bs
Br
r
r'
A’
c’
c
O
H
B
如图所示, 曲线OA为起始磁化曲线. 开始时, H和B均为0, 随着H的增加, B开始增加较为缓慢, 然后经过一段急剧增加的过程后又缓慢下来. 再继续增大H时, B几乎不变, 即达到磁饱和. 我们把闭合曲线Arc’A’r’A叫做磁滞回线, BS叫做饱和磁感应强度, Br叫做剩余磁感应强度,
rc’和r’c称为退磁曲线, Hc称为矫顽力.
为了让材料达到稳定状态,本实验选择在饱和电流Is条件下, 重复按测试仪上的“换向”键, 使材料在达到稳定磁化. 只有经过“磁锻炼”后的磁滞回线才能代表该材料的磁滞性质.
测量原理和方法
计算磁化场的磁场强度H
()
其中N1为励磁线圈匝数, R1, R2为环的内外半径, I为励磁电流.
通过探测线圈的磁通量Φ与该处的磁感应强度B的关系为:
()
励磁电流反向引起的磁通量变化为:
()
探测线圈两端的感生电动势为:
()
即:
()
本实验利用运算放大器实现积分运算, 其输出电压U0与输入电压ei的关系为:
()
所以有:
()
通过测量积分电压U0, 可以计算出磁感应强度B, 各个数值在仪器上有标定:
N1 (匝)
N2 (匝)
S (mm2)
R1 (mm)
R2 (mm)
RC (s)
560±20
400±10
26±1
22
25

示波器观察的原理:
示波器两个通道分别接在标准电阻和积分电容上,这样他们的读数分别正比于H和B.
关系为:
R2C不好算,我们用标准电感来测量,测量标准电感时候的图线斜率k,那么我们有:
,
【实验内容】
测软磁材料的起始磁化曲线
先消磁, 然后将励磁电流由小到大逐渐改变, 直到电流基本达到饱和, 测量电流相对应的积分电压U0, 根据公式和求出相应的H和B.
测量软磁材料的静态磁滞回线
测饱和磁感应强度Bs
饱和时进行磁锻炼, 积分清零, 电流换向, 测得积分电压Us, 于是有:
()
此后保持测试仪的电流输出的大小.
测剩余磁感应强度Br
数字表清零, 撤去励磁电流. 数字表上给出的积分电压记录为Ur, 与之对应的磁感应强度的变化ΔBr为:
()
因此, 剩余磁感应强度Br为:
()
测磁滞回线上第I, Ⅱ, Ⅲ象限的点
接通测试板上的分流支路, 调节电位器, 使通过线圈的电流由IS减小到需要的I1.
断开分流支路, 再饱和电压下对材料磁锻炼.
再次接通分流支路, 将数字表清零, 然后断开开关S2撤去线圈上的电流,