大学物理实验-铁磁材料的动态磁滞回线实验.ppt

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1、◆磁滞回线与磁化曲线的测定教室九，7-202一、实验目的1、了解铁磁材料的磁化规律2、理解铁磁材料的几个基本概念3、掌握磁滞回线与磁化曲线的测定方法二、实验原理1、磁性材料(磁介质)处在磁场中与磁场发生相互作用能够被磁化的物质顺磁质：氮、氧、铝、铬等(μr>1，B′与B0同向，弱磁性)抗磁质：金、银、铜、铅等(μr<1，B′与B0反向，弱磁性)铁磁质：铁、钴、镍等(μr>>1，B′与B0同向，强磁性)软磁：变压器铁芯等(矫顽力、剩磁、磁滞损耗小)硬磁：永久磁铁等(矫顽力、剩磁、磁滞损耗大)矩磁：锰镁铁氧体等(剩磁与饱和磁感应强度相等

2、)分类磁导率高、磁滞性、居里点2、铁磁材料的磁化规律磁性材料的磁感应强度B随磁场强度H变化的曲线称为磁化曲线，也叫B—H曲线，它们之间的关系为B=μH。然而铁磁材料的磁导率μ不是常量，因此B与H是非线性关系。MNPOO磁化曲线是用来描述铁磁性物质磁化特性的。(1)铁磁材料的——起始磁化曲线对处于磁中性(B=H=0)的铁磁材料进行磁化，B随H变化并在某时B达到饱和时的曲线。BHOB=μH(2)铁磁材料的——磁滞回线◆磁滞现象磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线是一条封闭的曲线，这条曲线就叫磁滞回线。◆磁滞回线磁性材料中磁感应

3、强度B的变化总是落后于外磁场变化的现象。BHo.ab.s.c-H.s′cH.sBsH..dsBs-H.◆铁磁材料的磁滞回线起始磁化曲线饱和磁感应强度BsrB剩余磁感应强度矫顽力Hc.rBc.◆磁滞回线的特点磁饱和性、磁滞性、不可逆性、中心对称性、存在居里点。软磁磁滞回线较窄，硬磁磁滞回线较宽磁滞回线●●顶点(3)铁磁材料的——基本磁化曲线◆对同一铁磁材料从磁中性时由交变磁场由弱到强依次进行磁化，可得到面积由小到大的一簇磁滞回线，将各条回线的顶点连接起来所得的曲线基本的磁化曲线饱和的磁滞回线(面积不再增加)磁滞回线◆基本磁化曲线与起始

4、磁化曲线差别很小(磁性材料在磁中性下磁化时，基本磁化曲线就是起始磁化曲线)(4)铁磁材料的——磁滞损耗铁磁材料置于交变磁场中，材料被反复交变磁化，磁畴互相不停地摩擦而消耗能量，并以产生热量的形式表现出来，造成的损耗为磁滞损耗。(铁磁材料的磁介质分子间有较强的耦合作用，使内部有许多带有一定取向自发磁化的小区域，称为磁畴)◆可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。◆3、测定磁滞回线与磁化曲线的基本原理四、实验内容与步骤（一）、观察和测量软磁铁氧体的动态磁滞回线1．按图要求接好电路图。2．把示波器光点调至荧光屏中心。磁化电流从零开始，

5、逐渐增大磁化电流，直至磁滞回线上的磁感应强度B达到饱和(即H值达到足够高时，曲线变平坦，这一状态属饱和)。磁化电流的频率取50Hz左右。示波器的X轴和Y轴分度值调整至适当位置（并确保微调旋钮VAR处于校准位置，即”cal”位置，此时示波器上的1cm格子才准确了对应的档位值），使磁滞回线的Bm和Hm值尽可能充满整个荧光屏，且图形为不失真的磁滞回线图形。113．记录磁滞回线的顶点Bm和Hm，剩磁Br和矫顽力Hc的读数值（以长度为单位，估读至1/4小格，即0.05cm），作图纸画出其近似磁滞回线。4．根据示波器X和Y的档位，以及H，B的计

6、算公式，算出Bm，Hm，Br和Hc。其中磁感应强度以T（或mT）为单位，磁场强度以A/m为单位。5.测量软磁铁氧体的基本磁化曲线。现将磁化电流慢慢从大至小，退磁至零。从零开始，由小到大测量不同磁滞回线顶点的读数值Bi和Hi，测至少10个点，必须测到饱和位置（即H增大时B基本不再增大），用作图纸作铁氧体的基本磁化曲线(B−H关系)，以及磁导率与磁感应强度关系曲线(μ−H曲线)，其中μ=B/H。121234567891011121314X(cm)U1(V)Hi(A/m)Y(cm)Uc(V)Bi(T)u仪器参数：两个样品的线圈匝数相同，初

7、级N1=200匝，次级N2=200匝;两个样品内径23.0mm，外径38.0mm，高10.0mm，截面为矩形。串联电阻R1=2.0Ω,R2=50.0kΩ,电容C=7.4μF。(二)观察硬磁Cr12模具钢(铬钢)的动态磁滞回线的特点基本磁化曲线的数据表格：