铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线.docx
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铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
南昌大学物理实验报告
课程名称:
大学物理实验(下)—
实验名称:
铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
学院:
信息工程学院专业班级:
学生姓名:
学号:
__
实验地点:
基础实验大楼B208座位号:
实验时间:
第8周星期三下午三点四十五分
3B-H-H
4、测绘样品在给定条件下的磁滞回线,估算其磁滞损耗以及
1、铁磁材料的磁滞特性
态。
图1为铁磁物质的磁
H的变化如图1中oa段所
HB
不沿ao段下降,而是沿另
B与磁场强度H之间的关
环中的磁感应强度B
。
如果H逐渐减小,则B
ab下降。
OHmO
Hc
HmO
HeHm
OBmBrO
Bm-BrOBm
Br
He
l2 B abcdefa. Br Hi H2 Hm He Ii Br Im(li< Hi -Hi Hi, aia2 是直线,即铁磁材料的磁导率 B —不是常数。 H 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,首先必须将铁磁材料预先退磁,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少,不可时增时减 图2基本磁化曲线 图3退磁过程: 由Br到a,然后经一系列不闭合的回线收缩至原点 在理论上,要消除剩磁Br,只需通一反方向磁化电流,使外加磁场正好等 于铁磁材料的矫顽磁力就行 实际上,矫顽磁力的大小通常并不知道, 因而无法 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,与此同时逐渐减小磁化电流,以至于零,那么该材料得磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线,如图3所示。 当H减小到零时,B亦同时降为零,达到完全退磁。 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。 铁磁材料分为硬磁和软磁B—H曲线如图4所示。 5 5 El Ni H B? S, d n dt dt i2R>u2 式中i2为副边电流,U2为电容C两端的电压。 设i2向电容器C充电,在t 时间内充电量为Q,则此时电容两端的电压Uc表示如下: U2 当我们选取足够的金、C时,使Uc小到与icR2相比可以略去不计时,简化为 三、 dQ 張又因为i2不Ch所以2 du2 R2C巴 2dt 根据电磁感应定律 2nSdB 2dt R2CdU2 dt nsdB 将两边积分,经整理后可得到B的数值为 % N2S2 实验内容 只要将Ui和U2分别接到示波器的X轴与丫轴输入, 则在荧光屏上扫描出来 (从零递增)值,便可得 测试条件: 的图形就能如实反映被测样品的磁滞回线。 依次改变Ui 到一组磁滞回线,各条磁滞回线顶点的连线便是基本磁化曲线。 由此可近似确定 B 其磁导率一,因B与H是非线性的,故铁磁材料的磁导率不是常数而是 H 随磁场强度H而变化。 四、实验仪器 TH-MHC型智能磁滞回线测试仪、示波器 五、实验数据及处理 1=60门口N=50Tn=150TS=80h『勺=1"°C2=20时 表一基本磁化曲线与一H曲线 U(V) 5 (mV) % (mV) 4 H严A/m) B(/b『) 卩(H/m) 0.5 290 92 0.00967 0.01533 0.01586 p—9尺o 1.0 520 240 0.01733 0.04000 0.02308 1.2 670 308 0.02233 0.05133 0.02299 1.5 910 396 0.03033 0.06600 0.02176 1.8 1180 468 0.03933 0.07800 0.01983 2.0 1360 500 0.04533 0.08333 0.01838 2.2 1550 530 0.05167 0.08833 0.01710 2.5 1810 570 0.06033 0.09500 0.01575 2.8 2080 595 0.06933 0.09917 0.01430 3.0 2240 610 0.07467 0.10167 0.01362 U=1.5V NO. "【(mV) 5(mV) 4 H(10A/m) B(ho^) 1 910 396 0.03033 0.06600 2 -910 -396 -0.03033 -0.06600 3 360 0 0.01200 0.00000 4 -360 0 -0.01200 0.00000 5 0 280 0.00000 0.04667 6 0 -280 0.00000 -0.04667 7 600 400 0.02000 0.06667 8 400 380 0.01333 0.06333 9 200 340 0.00667 0.05667 10 600 280 0.02000 0.04667 11 -400 -320 -0.01333 -0.05333 12 -600 -240 -0.02000 -0.04000 13 -200 200 -0.00667 0.03333 14 200 -160 0.00667 -0.02667 15 -600 -200 -0.02000 -0.03333 16 400 60 0.01333 0.01000 围成面积7格左右 六、误差分析 1、每条导线的电阻不同,使用不同的导线,会得到不同的结果。 2、示波器读数不准确,图像未调整到中心位置,数格子容易出现误差。 七、思考题 1、如果不退磁,做实验会有什么后果? 答: 起始点不在零,实验得出的磁滞回线不对称。 2、示波器显示的磁滞回线是真实的H-B曲线吗? 如果不是,为什么可 以用它来描绘磁滞回线? 答: 不是,示波器只可以采集电压信号,测量动态磁质回线时,必须将非 电压量H和B转换成电压量才能显示出来 八、附上原始数据和退磁示意图 为Av t 4 1 d[hr 0 9 4 *11* t * I 7 JUjlJI 1 w to a d U •阿 岸 11 4 &CHIEOGE^JDC
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- 关 键 词:
- 材料 磁滞回 线圈 基本 磁化 曲线