实验c 磁化曲线和磁滞回线测量--大字--讲稿

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1、实验C磁化曲线和磁滞回线测量磁性材料应用广泛，扬声器永久磁铁、变压器铁芯、计算机磁盘等都采用磁性材料。铁磁材料分为硬磁和软磁两大类。硬磁材料的剩磁Br和矫顽力Hc大（102~2´104A/m），可做永久磁铁。软磁材料的剩磁Br和矫顽力Hc小（102A/m以下），容易磁化和去磁，广泛用于电机和仪表制造业。磁化曲线和磁滞回线是磁材料的重要特性，是变压器等设备设计的重要依据。磁滞回线测量可分静态法和动态法。静态法是用直流来磁化材料，得到的B—H曲线称为静态磁滞回线。动态法是用交变来磁化材料，得到的B—H曲线称为动态磁滞回线。静态磁滞回线只与磁化磁场的大小有关，磁

2、样品中只有磁滞损耗；而动态磁滞回线不仅与磁化磁场的大小有关，还与磁化场的频率有关，磁样品中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗。因此，同一磁材料在相同大小磁化场下，动态磁滞回线的面积比静态磁滞回线大，损耗大。本实验采用动态法测量软磁样品的动态磁滞回线和磁化曲线，测量曲线可连续或逐点显示在LCD（液晶）屏上，直观、简便、物理过程清晰。【实验目的】1.了解磁滞回线和磁化曲线概念，加深对磁材料矫顽力、剩磁等参数的理解。2.掌握磁材料磁化曲线和磁滞回线的测量方法，确定Bs、Br和Hc等参数。3.探讨励磁电流频率对动态磁滞回线的影响。【预备问题】1.为什么测磁化曲线先要退磁

3、？2.为什么测量磁化曲线要进行磁锻炼？3.为什么动态磁滞回线的面积比静态磁滞回线大，损耗大？补充资料：P2页由于铁磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在测定磁化曲线和磁滞回线时，首先必须对铁磁材料预先进行退磁，以保证外加磁场H＝0时，B＝0；其次，磁化电流在实验过程中只允许单调增加或减小，不可时增时减。退磁方法，从理论上分析，要消除剩磁Bｒ，只要通一反向电流，使外12加磁场正好等于铁磁材料的矫顽磁力就行了，实际上，矫顽磁力的大小通常并不知道，因此无法确定退磁电流的大小。我们从磁滞回线得到启示，如果使铁磁材料磁化达到饱和，然后不断改变磁化电流的方向，与

4、此同时逐渐减小磁化电流，以至于零。那么该材料磁化过程是一连串逐渐缩小而最终趋向原点的环状曲线，如图1所示，当H减小到零时，B亦同时降到零，达到完全退磁。可见，在进行测量时，一般要先退磁，再进行“磁锻炼”，然后进行正式测量。P2页为了稳定闭合的磁滞回线，磁材料的每个磁化状态都要反复磁化，这种反复磁化的过程称为磁锻炼。由于动态法测量磁化曲线采用交变电流，每个磁化状态都经过充分反复磁化的过程的磁锻炼，才可得到稳定闭合的磁滞回线。P1页静态的磁滞回线所包围的面积大小与磁滞损耗成正比，而实验中用交流磁化所得的回线包围的面积，不仅包括磁滞损耗，而且还包括涡流损耗，因此

5、，动态的回线一般比静态的要大一些。图1初始磁化曲线【实验仪器】FC10-II型智能磁滞回线实验仪。【实验原理】1.铁磁材料的磁化规律(1)初始磁化曲线图2磁滞回线在强度为H的磁场中放入铁磁物质，则铁磁物质被磁化，其磁感应强度B与H的关系为：B=mH，m为磁导率。对于铁磁物质，μ不是常数，而是H的函数。如图1所示，当铁磁材料从H=0开始磁化时，B随H逐步增大，当H增加到Hs时，B趋于饱和值Bs，Hs称为饱和磁场强度。从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线OS，称为初始磁化曲线。(2)磁滞回线如图2所示，当磁材料达到饱和磁化Bs后，如果12将H减小，B也减小，但沿与

6、OS不同的路径ab返回。当H=0时，B=Br，到达b点，Br称为剩磁。欲使B=0，必须加反向磁场，当H=-Hc，B=0（完全退磁），到达c点，bc段曲线称为退磁曲线，Hc称为矫顽力。如果反向磁场继续增大，磁性材料将反向磁化。当H=-HS时，磁化达到反向饱和，B=-Bs，到达d点。此后若减小反向磁场使H=0，则B=-Br，到达e点；当H=Hc时，B=0，到达f点；再次当H=Hs时，B=Bs，回到正向饱和状态a点。经历这样一个循环后形成的闭合曲线abcdefa称为磁滞回线。图3磁滞回线簇HS、BS、Br、Hc是磁滞回线的特征参数。剩磁Ｂr反映介质记忆能力的大小

7、，矫顽力Hc反映铁磁材料是硬磁还是软磁。磁性材料的磁化特性不仅与材料自身的性质有关，还与材料形状、磁化场频率及波形有关。图4退磁过程由于磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在实验过程中磁化电流只允许单调地增加或减少，不能时增时减。当从初始状态H=0、B=0开始周期性地改变H的大小和方向时，可以得到面积由大到小的磁滞回线簇，如图3所示。图3的原点0和各磁滞回线的顶点a1,a2,a3,…，a所连成的曲线,就是初始磁化曲线。在测定初始磁化曲线时，首先必须将磁材料充分退磁，以保证每次都是从原始状态（H=0，B=0）开始。退磁方法为：先用大磁化电流让铁磁材料饱

8、和磁化，然后缓慢减小交变电流，利用逐渐衰减的交变电流对磁材料反复磁