2010软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量ppt课件

1、软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量,北方民族大学物理实验中心,Fundamental physics experiment,铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料，包括铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体），在外磁场的作用下，能被强烈磁化，磁导率很高并随磁场变化，当外磁场撤掉以后，铁磁材料仍具有一定的磁性，磁化规律复杂,铁磁材料具有的这种保持原定磁化状态的性质称为磁滞。研究铁磁材料的磁化规律，一般是通过测量外磁场的磁场强度H与感应磁场强度B之间的关系来进行的,起始磁化曲线图,磁滞回线图,以H为横坐标，B为纵坐标，画出B随H的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线。 当H增大到某一值Hm

2、后，B几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状态为磁饱和状态。此时的磁感应强度Bs叫做饱和磁感应强度,1、 B与H的关系,起始磁化曲线图,特点： 复杂的非线性曲线,2 磁滞现象 特点：铁磁材料的磁化过程是不可逆的,当铁磁质达到饱和后，减小H，B沿图ab下降； 当H=0时B0，这说明铁磁材料还残留一定值的磁感应强度Br，称为剩磁 若要使铁磁物质完全退磁，即B=0，必须加一个反方向磁场Hc，称为矫顽力,Hc,Br,Br,基本磁化曲线和磁滞回线,基本磁化曲线,对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线被称为基本磁化曲线,应用 硅钢

3、片，作变压器、电机、电磁铁的铁芯，铁氧体(非金属)作高频线圈的磁芯材料,特点 磁导率大，矫顽力小，容易磁化，也容易退磁，磁滞回线包围面积小，磁滞损耗小,软磁材料,北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment,特点 剩余磁感应强度大，矫顽力大，不容易磁化，也不容易退磁，磁滞回线宽，磁滞损耗大,硬磁材料,应用 作永久磁铁，永磁喇叭等,应用 作计算机中的记忆元件，磁化时极性的反转构成了“0”与“1”的物理载体,矩磁材料,特点 磁滞回线呈矩 形状,了解有关铁磁性材料性质的知识； 了解用示波器动态测量软磁材料磁滞 回 线和基本磁化曲线的原理； 学习并体会物理实验

4、方法中的转换测量法； 掌握用示波器动态测量软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的方法,实验目的,实验器材: GY-4隔离变压器,实验器材: CZ-2磁质回线装置,实验器材: COS5020示波器,北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment,实验原理,示波器显示BH曲线的原理和线路,实验设计思想,如果希望在示波器上显示出被测铁磁材料的磁滞回线，必须使输入到示波器X偏转板上的电压Ux与磁场强度H成正比，同时使输入到示波器y偏转板上的电压Uy与铁磁材料中的磁感应强度B成正比,该式表明了在交变磁场下，任一时刻输入到示波器上的电压降Ux与磁场强度H 成正比,根据安培

5、环路定律，磁场强度H的大小为,1,实验设计思想,为了得到和铁磁材料中的瞬时磁感应强度B成正比的Uy值，采用电阻R2和电容C组成的积分电路,线圈N1中交变磁场H在铁磁材料中产生交变的磁感应强度B，因此在线圈N2中产生感应电动势，其大小用公式（2）表示,2,2）代入（3,该式表明示波器垂直偏转板上的电压，即电容两端的电压Uy是正比例于磁感应强度B的,电容C两端的电压,3,4,实验内容,在坐标纸上做出基本磁化曲线和饱和磁滞回线. 给出Hm 、Hc、Bs、Br的实验结果,实验步骤,熟悉示波器各旋钮的作用，对X轴和Y轴分别进行定标，校正X轴和Y轴上每格表示的电压值后即可以进行测量,AC,AC,XY,XY

6、,XY,auto,屏幕上显示磁滞回线时，示波器各旋钮的状态,正确连接线路，在确认变压器的输出为0伏后，接通电源；逐渐升高隔离变压器的输出电压，调节示波器的电压分度旋钮，使磁滞回线充满整个屏幕; 将隔离变压器电压调至80V左右，调节示波器的电压分度旋钮，使磁滞回线充满整个屏幕,CH1通道的电压分度旋钮,CH2通道的电压分度旋钮,a(x, y,测量初始磁化曲线必须由原始状态H0，B0开始，因此测量前必须对待测样品进行退磁， 以消除剩磁。退磁的方法如图所示，须在Hm之间对样品进行反复磁化的过程中让|Hm|逐步减少，使样品沿着面积一条比一条小的磁滞回线回到原点,实验步骤,实验步骤,将磁场由0(电压为0)开始，逐步(电压每10V变化一步)增加至B达到饱和，记下每一步磁滞回线定点的坐标a(x, y)及所对应的电压分度值. 在饱和磁滞回线上记录Hm、 Hc、Bs、Br的坐标，测量时应在0、0两点进行测量，取平均值,数据记录,表1 软磁材料基本磁化曲线绘制的测量数据,表2 Hm、 Hc、Bs、Br的测量数据,数据记录,注意事项,测量前检查示波器两通道的垂直微调旋钮是否在校准位置. 确定软磁材料饱和时对应隔离变压器的电压，饱和时示波器上类磁滞回线的尖端连接处的两条曲线变得重合,北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment,如果测量前没