磁性材料磁滞回线测定.ppt

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1、磁性材料磁滞回线测定,实验背景 实验目的 实验原理 实验方法 实验仪器 实验内容 实验主要现象 操作过程 数据记录及处理 实验注意事项 思考题,实验背景,磁性材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯、录像机、计算机存储用的磁带、硬盘都采用磁性材料。磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。通过实验研究这些性质不仅能掌握用示波器观察磁滞回线，以及基本磁化曲线的基本测绘方法，而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。,实验目的,了解用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法； 了解磁性材料的基本磁化特性； 掌握磁化曲线和磁滞回线的测量方法； 进一步熟悉数字示波器的使用。,实验原理,当铁磁物

2、质中不存在磁化场时，H和B均为 零。随着磁化场H的增加，B也随之增加。当H增 加到Hm时,B不再增加，此时对应的Hm和Bm称为 饱和磁场强度和饱和磁感应强度。如图1所示。这 时再使H退回到零，B减小到Br(非零值），即铁磁 物质中仍然保留一定的磁性，这种现象称为磁 滞， Br称为剩磁。这说明要消除剩磁，H必须继 续减小，出现反向磁场强度-Hc,Hc称为矫顽力， 它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力。,实验原理,当磁场H按“Hm -Hc -Hm 0 Hc Hm”变化时，B所经历的相应变化是“Bm Br 0 -Bm -Br 0 Bm”,于是得到一条闭合的BH曲线，成为饱和磁化曲线。如图一所示。而

3、在磁化过程中，铁磁物质要消 耗额外的能量，并以热的形式从铁磁物质 中释放，这种损耗成为磁滞损耗。可以证 明，磁滞损耗和磁滞回线所围面积成正 比。,图 1、起始磁化曲线和磁滞回线,实验原理,对于初始状态H=0，B=0的铁磁材料， 在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化的 过程中，可以得到面积由小到大向外扩张 的一簇磁滞回线。如图2所示。这些磁滞回 线定点的连线称为铁磁材料的基本磁化曲 线。,图2：基本磁化曲线,实验方法,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，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

4、加或减小， 不可时增时减。 注意：为了得到最佳磁滞回线图形，R2 选择在100k 140k之间，以避免图形 发生畸变。,实验仪器,DM1型磁滞回线测试仪 数字示波器 计算机,DM1型磁滞回线测试仪,数字示波器,实验内容,一、观察动态磁滞回线 （1）观察面积由小到大向外扩张的动态变化 磁滞回线； （2）调节出饱和磁滞回线； （3）把饱和磁滞回线给打印出来，并在打印 图上标出Hm和Bm对应的电压值u1和 uc,以及Br和Hc对应的电压值uc和u1。,实验内容,二、测量基本磁化曲线 （1）对被测磁性材料进行退磁； （2）对被测样品进行磁化到饱和，均匀减小磁化电流（直到磁场消退），及时记录不同磁化电流

5、所对应磁滞回线顶点的坐标值。此过程要求记录12至14组数据。,Auto set,CH1 MENU,CH2 MENU,DISPLAY,选择键,DISPLAY,CURSOR,光标 1,光标 2,选择键,选择键,返 回 目 录,Auto set,DISPLAY,CH1 MENU,CH2 MENU,选择键,水平位置,垂直位置,伏格,伏格,伏格,选择键,实验内容,接下去我们讲怎么使用WaveStar软件来把数字示波器显示的波形采集到电脑并 打印。,选择键,实验内容二:基本磁化曲线的测量,选择键,CURSOR,选择键,光标 1,光标 2,选择键,DISPLAY,选择键,返 回 目 录,数据记录,（1）设计

6、三线表记录R1、D外、D内、h、R2、 C、N1等给定的常数值。,数据记录,（2）设计三线表记录Br和Hc对应的电压值 uc和u1 。,（3）设计三线表记录测量基本磁化曲线的电压值。,数据处理,（1）根据公式计算出剩磁Br和矫顽力Hc的 值以及各自的不确定度、相对不确定 度； （2）根据测量基本磁化曲线所得的数据，分 别计算出对应的磁感应强度B和磁场强 度H，在坐标纸上绘制出基本磁化曲 线。,数据处理,注意：由于我们在做基本磁化曲线的测量 时，磁滞回线顶点对应的是电压峰-峰 值，于是我们数据处理时要先求出电 压的有效值，再代公式求出磁场强度H 和磁感应强度B的值。 对于我们在图上读出剩磁Br和

7、矫顽力 Hc对应的电压已是电压的有效值。,实验注意事项,一、实验前应将信号源幅度输出旋钮逆时针 旋到底，使输出信号最小。防止采样电 阻过热。 二、观察磁滞回线，数字示波器的显示方式 应设为“XY显示格式”。 三、测量基本磁化曲线应先退磁，然后单调 增加磁化电流。测量u1和uc的电压值应 把数字示波器的显示方式应设为“YT显示 格式”。测量值应为有效值。,实验注意事项,四、实验仪输出与示波器之间的连接线是旋 进和旋出的。 五、选择不同量程的“伏/格”旋钮和“探头”值测 量电压时，它们的极限误差是不同的。,思考题,1.为什么测量前要退磁？ 2.为什么磁化电流要单调增加或单调减小而不能时增时减？ 3.磁滞回线包围的面积的大小有何物理意义？ 4.测定铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线有何意义？,结 束,