实验三动态磁滞回线的测试(王世芳)

1、实验三 动态磁滞回线的测试一、实验目的1、观察磁滞现象，加深对铁磁材料主要物理量（如矫顽力、剩磁和磁导率等）的理解。2、 根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bm、剩余磁感应强度 Br和矫顽力He。3、学会在示波器上标定 H和B的方法。二、实验仪器DM-1型动态磁滞回线实验仪，双踪示波器三、实验原理利用示波器测动态磁滞回线的原理电路图1如下：,而且还依赖于，它可通过实磁滞是铁磁物质在磁化和去磁过程中，磁感应强度不仅依赖于外磁场强度 它的原先磁化程度的现象。用图形表示铁磁物质磁滞现象的曲线称为磁滞回线 验测得。当磁化场H逐渐增加时，磁感应强度B将沿0M增加,0M称为起始磁化曲线，如果将磁化场

2、H减小,B并不沿原来的曲线减小，而是沿MR曲线下降，即使磁化场H为零时，它仍保留一定的B,（如图2中R点）,0R表示当磁场为零时的磁感应强度,称为剩余磁感应强度 Br。当反向磁化场达到某一值，磁感应强度变为零时，所必须加的外磁场 He,称为矫顽力。当反向磁场 继续增加，反向磁感应强度很快达到饱和（如图中M点），最后逐渐减小反向磁场时，磁感应强 度又逐渐减小，这样多次重复改变磁化场强度，磁感应强度B将形成一闭合曲线，即磁滞回线。由于铁磁物质处在周期性交变磁场中，铁磁物质周期地被磁化，相应的磁滞回线称为交流磁滞回线，它最能反映在交变磁场作用下样品内部的磁状态变化过程。磁滞回线所包围的面积表 示在铁

3、磁物质通过一磁化循环中所消耗的能量，叫做磁滞损耗，在交流电器中必须尽量减小磁滞损耗。从铁磁物质的性质和使用方面来说，它主要按矫顽力的大小分为软磁材料和硬磁材料两大类。软磁材料矫顽力小 ，这意味着磁滞回线狭长，它所包围的“面积”小，从而在交变磁 场中磁滞损耗小，因此适用于电子设备中的各种电感元件、变压器、镇流器中的铁芯等。硬 磁材料的特点是矫顽力大，剩磁Br也大，这种材料的磁滞回线“肥胖”，磁滞特性非常显著，制成永久磁铁应用于各种电表、扬声器、录音机等。H、B值的获得：用示波法测量磁滞回线必须使示波器的水平（X轴）输入电压正比于被测样品中的H，使垂直（Y轴）输入电压正比于样品中的B，并保持B（H

4、）为样品中的原有函数关系，这样才能在示波器的荧光屏上如实地显示出样品的磁滞回线。信号源iI魁1mA示波器L1 1 】VU/mAcomRix yUi图3 H定标原理图由H定标电路图3:电阻Ri的电压Uri正比于H。即：NU&LRi式中Ri为磁化电路中的串联电阻，亦称取样电阻。示波器信号源RoRiRiinuimVcom mV” -“ mV IcommV图4B定标原理图由B定标电路图4:电容电压 Uc正比于B。即:RCuN2S上式说明电容器上的电压Uc与B成正比，故将电容两端电压作为 Y轴的输入电压，此电压正比于样品中的B,将 Ri两端电压作为X轴的输入电压 此电压正比于样品中的 H,这样在

5、荧光屏 上显示的图形就能真实反映被测样品的磁滞回线。加大磁化磁场使铁磁材料达到饱和，即增大磁化场时磁滞回线的面积基本不增加，只是回线端点向外扩展而已，此时的磁滞回线称为饱和磁滞回线。四、实验内容1、按图5连接电路，打开示波器和磁滞回线组合仪的电源开关，初步调出磁滞回线。H-k母务I-T OsciLlogarphX图5动态磁滞回线电路连接00S0.0 CAM tMtA*_1Ri |2400Q0:十W Oscillogarph2、调节示波器的 Y和X增益（V/cm）旋钮，使磁滞回线具有适当大小，保证饱和磁滞回线不超过示波器的标尺范围，然后准确读出和记下土Hm、士 Bm、士 Hc、士 Br各点的值（

6、此时这些量以示波器上的 X、Y坐标值表示）和示波器Y和X增益（V/cm）的值。士 Hm=（格）士 Hc=（格）± Bm=（格）士 Br=（格 ）3、定标H和B:在严格保持示波器的Y和X增益不变的条件下,进行H、B的定标。1） H的标定：按图6连线，数字电流/电压表旁的子开关拨向mA档，调节幅度调节旋钮，在示波器上显示一水平直线，分别记录数字电流表上的读数。X/格0Ix/mA图6 H定标的实验电路连接用最小二乘法拟合，得示波器X轴的灵敏度SXO2)B的标定：按图7连接线路。数字电流/电压表旁的子开关拨向 mV档，调节幅度调节旋图7 B定标的实验电路连接用最小二乘法拟合，得示波器Y轴的灵

7、敏度S五、数据处理被测样品的平均周长L =，被测样品的截面积S = *10-5m2,螺绕环原线圈与次级线圈的匝 数 Ni=N2=86，电阻 Ri=10 , R2=100X 103 ，电容 C2 =X 10_6 F。2. H与B的计算公式(注意各量都在 SI制下)：2 2R2C Sy YN2S2 2Ni Sx XL由H和B定标出的灵敏度 Sx与S按公式(3)、(4)计算在磁滞回线上所测的土Hm、土 Bm、± Hc、土 Br 值(X、Y 为土 Hm、土 Bm、土 He、土 Br 所对应的格数)：± Hm= (A/m )± He= (A/m )± Bm= (T)± Br= (T)3、由在磁滞回线上所测的土 Hm、土 Bm、土 He、土 Br的