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大学物理实验

大学物理实验. 铁磁材料磁滞回线的测绘. 技术物理系. 内容提要. 实验目的 实验原理 注意事项. 仪器介绍 实验内容 思考题. 实验目的. 加深理解铁磁材料的磁化特性。 学会用示波器测定铁磁材料的基本磁 化曲线和磁滞回线。. 仪器介绍. 磁滞回线测试仪 GOS — 6021 示波器. 实验原理. 一 、铁磁材料的磁化规律 铁磁材料在外加磁场中被磁化，磁场强度 H （即外加磁场）与铁磁材料内部的磁感应强度 B 的关系为 B = μH 。然而铁磁材料的磁导率 μ 不是常量， B 与 H 是非线性关系。. 实验原理.

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Presentation Transcript

  1. 大学物理实验 铁磁材料磁滞回线的测绘 技术物理系

  2. 内容提要 • 实验目的 • 实验原理 • 注意事项 • 仪器介绍 • 实验内容 • 思考题

  3. 实验目的 • 加深理解铁磁材料的磁化特性。 • 学会用示波器测定铁磁材料的基本磁 化曲线和磁滞回线。

  4. 仪器介绍 • 磁滞回线测试仪 • GOS—6021示波器

  5. 实验原理 一 、铁磁材料的磁化规律 铁磁材料在外加磁场中被磁化，磁场强度H（即外加磁场）与铁磁材料内部的磁感应强度B的关系为B=μH。然而铁磁材料的磁导率μ不是常量，B与H是非线性关系。

  6. 实验原理 1．起始磁化曲线 图中原点O表示磁化前铁磁材料处于磁中性状态。当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，继之B随H迅速增长，其后B的增长又趋缓慢，当H增加到Hm时，B达到饱和值Bm，从O到达饱和状态a这段B-H曲线，称为起始磁化曲线。 起始磁化曲线

  7. 实验原理 2．磁滞回线 当H从Hm减小时，B也随之减小，但不沿原曲线返回，而是沿另一曲线ab下降。当H下降为零时，B不为零。使磁场反向增加到-Hc时，材料中的磁感应强B下降为零，继续增加反向磁场到 -Hm，B又达到饱和值-Bm。逐渐减小反向磁场直至为零，再加上正向磁场直至Hm，则磁感应强度沿defa变化，于是得到一条闭合曲线abcdefa。这条曲线称为铁磁材料的磁滞回线。 磁滞回线

  8. 实验原理 二、测定铁磁材料基本磁化曲线和磁滞回 线的基本原理 本实验采用非电量电测技术的参量转换测量法，将不易测量的磁学量转换为易于测量的电学量，利用示波器对铁磁材料的基本磁化曲线和磁滞回线进行观察测定。

  9. 实验原理 实验线路

  10. 实验原理 待测样品为E1型矽钢片，N为励磁绕组，n为用来测量磁感应强度B而设置的绕组。R1为励磁电流取样电阻，根据安培环路定律，样品的磁化场强为： L=60mm，N=50匝，R1=2.5Ω，由UH可确定H。

  11. 实验原理 样品的磁感应强度瞬时值B与由测量绕组n、R2和C2所组成的电路有关： C2 = 10μF，R2=10kΩ，n =150匝，S = 80m*m，由UB可以确定B。

  12. 实验内容 按测试仪上所给电路图连接线路。令R1 = 2.5Ω，“U选择”置于0位。UH和UB和分别接示波器的“ X输入”和“ Y输入” 插孔为公共端。　 （1）电路连接

  13. 实验内容 （2）样品退磁 开启测试仪电源，顺时针方向转动“U选择”旋 钮，令U从0依次增至3V，然后逆时针方向转动旋钮，将U从最大值依次降为0。

  14. 实验内容 （3）观察磁滞回线 开启示波器电源，工作模式调在 x-y 状态，令显示屏上的光点位于坐标网格中心。将“U选择”旋钮旋至2.2V，并分别调节示波器x和y轴的灵敏度旋钮，使显示屏上出现大小合适且形状最接近理论曲线的磁滞回线。

  15. 实验内容 （4）测定基本磁化曲线 按实验内容（2）对样品退磁，然后从U=0开始，利用显示屏和灵敏度调整旋钮上的示值，依次测定U=0.5，1.0，…2.8V时相应出现的每一磁滞回线顶点的坐标即电压值UH（Ux）和 UB（Uy），并记录。

  16. 实验内容 对样品退磁后，令U=2.5V，R1=2.5Ω，在磁滞回线上选取10～12个点，测出其相应的坐标值即电压值UH和UB（被测点中必须包 括这些特殊点），并记录。 （5）测定磁滞回线

  17. 实验内容 （6）比较样品1和样品2的磁化性能 将样品2接在线路中，观察样品2的磁滞回线。

  18. 注意事项 • 测绘磁化曲线和磁滞回线时，必须将材料预先退磁，以保证 H = 0，B = 0。 • 励磁电压在实验过程中，应单调增加或单调减少，不可时增时减。

  19. 思考题 • 实验中通过什么方法获得B和H两个磁学量？ • 测绘磁滞回线和磁化曲线为何要先退磁？ • 如何判断铁磁材料属于软、硬磁材料？

  20. 谢谢!

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