实验铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线Word文档下载推荐.docx
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铁磁材料的性能需通过相关曲线及有关参数进行了解,以便根据不同的需要合理地选取铁磁材料。
本实验主要学习铁磁材料有关曲线的描绘方法及材料参数的测量方法。
一、实验目的
1、认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
2、测定样品的基本磁化曲线,作μ—H曲线。
3、测定样品的Hc、Br、Hm、Bm和(H•B)等参数。
4、测绘样品的磁滞回线,估算磁损耗。
(a)软磁材料磁滞回线
(b)硬磁材料的磁滞回线
图3.3-2软、硬铁磁材料磁滞回线比较
次进行磁化时,可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线,如图3.3-3所示,这些磁滞回线顶点的连线称为铁磁材料的基本磁化曲线,由此可近似确定其磁导率μ=,因为B与H非线性,故铁磁材料的μ不是常数而要随磁化场H而变化,如图3.3-4所示,铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万,这一特点是它用途广泛的主要原因之一。
图3.3-3
同一铁磁材料的一簇磁滞回线
图3.3-4
铁磁材料μ与H关系曲线
观察和测量磁滞回线和基本磁化曲线的线路如图3.3-5所示。
待测样品为EI型矽钢片,N为励磁绕组,n为用来测量磁感应强度B而设置的绕组。
R1为
图3.3-5实验线路图
励磁电流取样电阻,设通过N的交流励磁电流为i1,根据安培环路定律,样品的磁化场强
L为样品的平均磁路长度
(3.3-1)式中的N、L、R1均为已知常数,所以由U1可确定H。
在交变磁场下,样品的磁感应强度瞬时值B可由测量绕阻n和R2C电路求出,根据法拉第电磁感应定律,由于样品中的磁通φ的变化,在测量线圈中产生的感应电动势的大小为
S为样品的截面积。
如果忽略自感电动势和电路损耗,则回路方程为
式中i2为次级线圈中的电流,U2为积分电容C两端电压,设在△t时间内i2向电容C的充电量为Q,则
如果选取足够大的R2和C,使i2R2>
>
,则近似有
由两式可得
上式中C、R2、n、S均为已知常数,所以由U2可确定B。
综上所述,将图3.3-5中的U1和U2分别加到示波器的“X输入”和“Y输入”端便可观察到样品的B—H曲线,如将U1和U2加到测试仪的信号输入端可测定样品的饱和磁感应强度Bm、剩磁Br、矫顽力Hc、磁滞损耗[BH]以及磁导率μ等参数。
三、实验仪器
TH—MHC型智能磁滞回线测试仪(包括实验仪、测试仪)。
双踪示波器。
四、实验内容及要求
1、连接电路:
选择样品1按实验仪上所给的电路图连接线路,并令R1=2.5Ω,“U选择”置于0位置。
UH和UB(即U1和U2)分别接示波器的“X输入”和“Y输入”,插孔“⊥”为公共端。
2、样品退磁:
开启实验仪电源,对试样进行退磁,即顺时针方向转动“U选择”旋钮,令U从0增到3V,然后逆时针方向转动旋钮,将U从最大值降为0V,其目的是消除剩磁,确保样品处于磁中性状态,即B=H=0。
3、观察磁滞回线:
开启示波器电源,令光点位于坐标原点(0,0),令U=2.2V,并分别调节示波器X和Y轴的灵敏度,使显示屏上出现图形大小合适的磁滞回线。
若图形顶部出现编织状的小环,这是因为U2和B的相位差等因素引起的畸变,可降低励磁电压U予以消除。
4、观察基本磁化曲线,按步骤2对样品进行退磁,从U=0开始,逐档提高励磁电压,将在显示屏上得到面积由小到大一个套一个的一簇磁滞回线。
这些磁滞回线顶点的连线就是样品的基本磁化曲线,借助长余辉示波器便可观察到该曲线的轨迹。
5、观察和比较样品1和样品2的磁化性能。
6、测绘μ—H曲线:
仔细阅读测试仪的使用说明,接通实验仪和测试仪之间的连线。
开启电源,对样品进行退磁后,依次测定U=0.5、1.0、1.2…3.0V时十组Hm和Bm值,作μ—H曲线。
7、令U=3.0V,R1=2.5Ω,测定样品的Bm,Br,HC和[BH]等参数。
8、取步骤7中的H和其相应的B值,用坐标纸绘制B—H曲线(如何取数?
取多少组数据?
自行考虑),并估算曲线所围面积。
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- 实验 材料 磁滞回线 基本 磁化 曲线