静态磁滞回线实验报告.docx

静态磁滞回线实验报告实验名称:用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名桌号学号班级教室基础教学楼1101 实验日期XX年月日节一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。二、实验仪器 ,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场,磁化曲线成为一闭合曲线,这个闭合曲线称为磁滞回线,如图2所示。 3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料,设开始时呈去磁状态,依次选取磁化电流I1、I2、….In,则相应的磁场强度为H1、H2、….H3,在每一磁化电流下反复交换电流方向,即在每一个选定的磁场值下,使其方向反复发生几次变化,这样操作的结果,是在每一个电流下都将得到一条磁滞回线,最后,可得一组逐渐增大的磁滞回线。我们把原点O和各个磁滞回线的顶点a1、a2、….所连成的曲线称为铁磁材料的基本磁化曲线,如图3所示。图3基本磁化曲线利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量原理 1、示波器显示B—H曲线原理线路由上述磁滞现象可知,要观测磁介质磁滞现象及相应的物理量,需要根据磁化过程测定材料内部的磁场强度和磁感应强度。因此,测量装置必须具备三个功能: ①提供使样品磁化的可调强度的磁场②可跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度③可定量显示样品的磁化过程《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》图4 图4是利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量装置原理图:首先将待测的铁磁物质制成一个环形样品,在样品上绕有原线圈即励磁线圈N1匝,由它提供磁化场;在样品上再绕副线圈即测量线圈N2匝,由它来跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度;由示波器来定量显示磁化过程。如图4,设L为环形样品的平均磁路长度,若在线圈N1中通过励磁电流I1时,此电流在样品内产生磁场,磁场强度H的大小根据安培环路定律: , 即:I1 R1两端电压U1为:U1=I1R1=H(1) 由式可知,若将电压U1输入示波器X偏转板时,示波器上任一时刻电子束在X轴的偏转正比于磁场强度H。为了追踪测量样品内的磁感应强度B,在截面面积为S的样品中缠绕副线圈N2,B可通过副线圈N2中由于磁通量变化而产生的感应电动势ε来测定。根据电磁感应定律: B=- 为了获得与B相关联的电压数值,在副线圈上串联一个电阻R2与电容C,电阻R2与电容C构成一个积分电路,此时ε=iR2+Uc(i为感生电流,Uc为积分电容两《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》端电压),适当选择R2与电容C,使R2则电容两端的电压Uc为: Uc=(2) 由式可知,若将电压Uc输入示波器的Y偏转板,示波器上任一时刻电子束在Y轴的偏转正比于样品中的磁感应强度B。这样,当示波器处于X-Y状态,X偏转板接U1,Y偏转板接Uc,示波器屏上即可显示磁化过程。 2、示波器的定标为了定量研究磁化曲线、磁滞回线,必须对示波器定标。即:确定示波器的X轴的每格代表多少H值(A/m),Y轴每格代表多少B(T)。在示波器X偏转板上UX、Y偏转板UY可准确测量,且R1、R2、C都为已知的标准元件的情况下,设 Sx为示波器X轴的电压灵敏度,X为水平方向的位移格数;SY为示波器Y轴的电压灵敏度,Y为垂直方向的位移格数;则: UX=SxX;UY=SYY(3) 将代入、得: H=(4) B=(5) 四、实验内容(一)熟悉示波器并测量信号源输出信号的周期 1、实验前准备①将“动态法磁滞回线实验仪”频率输出调节为100Hz,幅度值适中; ②示波器处于测量信号波形状态,使示波器辉度适中;调节X、Y位移旋钮使光点居中大物实验报告姓名:范旭东学号:XX ::进一步熟悉Mathcad的使用方法,: ?很小,但是是一个常量,不随外磁场变化而变化,故顺磁质的B和H的关系是线性关系。但铁磁质不是这样,不仅它的磁导率比顺磁质大得多,而且,当外磁场改变时,它的磁导率?还随磁场强度H的变化而变化。图中ONP线段是从实验得出的某一铁磁质开始磁化时的B?H曲线,也叫初始磁化曲线。从曲线中可以看出B和H之间是非线性关系。当H从零逐渐增大时,B急剧地增加,这是因为磁畴在磁场的作用下迅速沿外磁场排列的缘故;到达点N以后,再增大H时,B增加地就比较慢了;当达到P点以后,再增加外磁场强度H时,B的增加就十分缓慢,呈现出磁化已饱和的程度。点P所对