2016磁滞回线的测量(实验报告).doc

实验名称: 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线
评
分
姓名学号班级
桌号教室基础教学楼1101
实验日期 2016年月日节
此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成!
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
双踪示波器
DH4516C型磁滞回线测量仪
三、实验原理
(一)铁磁物质的磁滞现象
铁磁性物质除了具有高的磁导率外,另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几个重要概念
1、饱和磁感应强度BS、饱和磁场强度HS和磁化曲线
铁磁材料未被磁化时,H和B均为零。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(OS)曲线所示。到S后,B几乎不随H的增大而增大,此时,介质的磁化达到饱和。与S对应的HS称饱和磁场强度,相应的BS称饱和磁感应强度。我们称曲线OS为磁性材料的磁化曲线。
图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲线
2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线
当铁磁质磁化达到饱和后,如果使H逐步退到零,B也逐渐减小,但B的减小“跟不上”H的减小(B滞后于H)。即:其轨迹并不沿原曲线SO,而是沿另一曲线Sb下降。当H下降为零时,B不为零,而是等于Br ,说明铁磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象,Br叫剩磁。若要完全消除剩磁Br ,必须加反向磁场,当B=0时磁场的值Hc为铁磁质的矫顽力。
当反向磁场继续增加,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(称为磁锻炼),即在每一个选定的磁场值下,使其方向反复发生几次变化(如H1→- H1→H1→- H1….),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
(二)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:
提供使样品磁化的可调强度的磁场(磁化场)
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
图4 磁滞回线的测量原理图
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,