磁性材料磁滞回线测定.pptx

磁性材料磁滞回线测定实验背景实验背景实验背景实验背景实验目得实验目得实验目得实验目得实验原理实验原理实验原理实验原理实验方法实验方法实验方法实验方法实验仪器实验仪器实验仪器实验仪器实验内容实验内容实验内容实验内容实验主要现象实验主要现象实验主要现象实验主要现象操作过程操作过程操作过程操作过程数据记录及处理数据记录及处理数据记录及处理数据记录及处理实验注意事项实验注意事项实验注意事项实验注意事项思考题思考题思考题思考题实验背景实验背景 磁性材料应用广泛,从常用得永久磁铁、变压器铁芯、录像机、计算机存储用得磁带、硬盘都采用磁性材料。磁滞回线与基本磁化曲线反映了磁性材料得主要特征。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,以及基本磁化曲线得基本测绘方法,而且能从理论与实际应用上加深对材料磁特性得认识。实验目得了解用示波器测量动态磁滞回线得原理与方法;了解磁性材料得基本磁化特性;掌握磁化曲线与磁滞回线得测量方法;进一步熟悉数字示波器得使用。实验原理 当铁磁物质中不存在磁化场时当铁磁物质中不存在磁化场时,H H与与B B均为均为 零。随着磁化场零。随着磁化场H H得增加得增加,B B也随之增加。当也随之增加。当H H增增 加到加到H Hmm时时,B,B不再增加不再增加,此时对应得此时对应得H Hmm与与B Bmm称为称为 饱与磁场强度与饱与磁感应强度。饱与磁场强度与饱与磁感应强度。如图如图1 1所示所示。这。这 时再使时再使H H退回到零退回到零,B B减小到减小到Br(Br(非零值非零值),),即铁磁即铁磁 物质中仍然保留一定得磁性物质中仍然保留一定得磁性,这种现象称为磁这种现象称为磁 滞滞,BrBr称为剩磁。这说明要消除剩磁称为剩磁。这说明要消除剩磁,H H必须继必须继 续减小续减小,出现反向磁场强度出现反向磁场强度-Hc,Hc-Hc,Hc称为矫顽力称为矫顽力,它得大小反映铁磁材料保持剩磁状态得能力。它得大小反映铁磁材料保持剩磁状态得能力。实验原理当磁场H按“Hm m -Hc -Hm m 0 Hc Hmm”变化时,B所经历得相应变化就是“Bm m Br 0 -Bmm -Br 0 Bmm”,于就是得到一条闭合得BH曲线,成为饱与磁化曲线。如图一所示。而在磁化过程中,铁磁物质要消 耗额外得能量,并以热得形式从铁磁物质 中释放,这种损耗成为磁滞损耗。可以证 明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正 比。图图 1、起始磁化曲线与磁滞回线、起始磁化曲线与磁滞回线实验原理 对于初始状态H=0,B=0得铁磁材料,在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化得 过程中,可以得到面积由小到大向外扩张 得一簇磁滞回线。如图2所示。这些磁滞回 线定点得连线称为铁磁材料得基本磁化曲 线。图图2:基本磁化曲线基本磁化曲线大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静实验方法 由于铁磁材料磁化过程得不可逆性及具 有剩磁得特点,在测定磁化曲线与磁滞回 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 2 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得动态变化 磁滞回线;(2)调节出饱与磁滞回线;(3)把饱与磁滞回线给打印出来,并在打印 图上标出Hmm与Bmm对应得电压值u1 1与 uc c,以及Br与Hc对应得电压值uc c与u1 1。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与,均匀减小磁化电流(直到磁场消退),及时记录不同磁化电流所对应磁滞回线顶点得坐标值。此过程要求记录12至14组数据。Auto setCH1 MENUCH2 MENUDISPLAY选择键选择键DISPLAYCURSOR光标光标 1光标光标 2选择键选择键选择键选择键返 回 目 录Auto setDISPLAYCH1 MENUCH2 MENU选择键选择键水平位置水平位置垂直位置垂直位置伏格伏格伏格伏格伏格伏格选择键选择键实验内容 接下去我们讲怎么使用WaveStar软件来把数字示波器显示得波形采集到电脑并 打印。选择键选择键实验内容二:基本磁化曲线得测量选择键选择键CURSOR选择键选择键光标光标 1光标光标 2选择键选择键DISPLAY选择键选择键返 回 目 录数据记录(1)设计三线表记录R1 1、D外外、D内内、h、R2 2、C、N1 1等给定得常数值。数据记录(2)设计三线表记录Br与Hc对应得电压值 uc c与u1 1。(3)设计三线表记录测量基本磁化曲线得电压值。数据处理(1)根据公式计算出剩磁Br与矫顽力Hc得 值以及各自得不确定度、相对不确定 度;(2)根据测量基本磁化曲线所得得数据,分 别计算出对应得磁感应强度B与磁场强 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得测量 时,磁滞回线顶点对应得就是电压峰-峰 值,于就是我们数据处理时要先求出电 压得有效值,再代公式求出磁场强度H 与磁感应强度B得值。对于我们在图上读出剩磁Br与矫顽力 Hc对应得电压已就是电压得有效值。实验注意事项实验注意事项一、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,数字示波器得显示方式 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与uc得电压值应 把数字示波器得显示方式应设为“YT显示 格式”。测量值应为有效值。实验注意事项实验注意事项四、实验仪输出与示波器之间得连接线就是旋 进与旋出得。五、选择不同量程得“伏/格”旋钮与“探头”值测 量电压时,它们得极限误差就是不同得。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、磁滞回线包围得面积得大小有何物理意义？磁滞回线包围得面积得大小有何物理意义？4 4、测定铁磁材料得磁滞回线与磁化曲线有何意义？测定铁磁材料得磁滞回线与磁化曲线有何意义？