静态磁滞回线实验报告

静态磁滞回线实验 篇一:2016磁滞回线的测量(实验报告) 实验名称: 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓 名 学 号班 级 教 室 基础教学楼1101 桌 号 实验日期 2016年 月 日 节 一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1. 双踪示波器 2. DH4516C型磁滞回线测量仪 《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》 《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》 1 来定量显示磁化过程。 如图4，设L为环形样品的平均磁路长度，若在线圈N1中通过励磁电流I1时，此电流在样品内产生磁场，磁场强度H的大小根据安培环路定律: ， 即:I1 R1两端电压U1为: U1= I1 R1= H (1) 由(1)式可知，若将电压U1输入示波器 X偏转板时，示波器上任一时刻电子束在X轴的偏转正比于磁场强度H。 为了追踪测量样品内的磁感应强度B,在截面面积为S的样品中缠绕副线圈N2，B可通过副线圈N2中由于磁通量变化而产生的感应电动势ε来测定。根据电磁感应定律: 即: ε=-) B=- 为了获得与B相关联的电压数值(因示波器只接收电压)，在副线圈上串联一个电阻R2与电容C，电阻R2与电容C构成一个积分电路，此时ε=iR2+Uc(i为感生电流，Uc为积分电容两端电压)，适当选择R2与电容C，使R2 则电容两端的电压Uc为: Uc= (2) 由(2)式可知，若将电压Uc输入示波器的Y偏转板，示波器上任一时刻电子束在Y轴的偏转正 2 比于样品中的磁感应强度B。 这样，当示波器处于X-Y状态，X偏转板接U1，Y偏转板接Uc，示波器屏上即可显示磁化过程。 2、示波器的定标 为了定量研究磁化曲线、磁滞回线，必须对示波器定标。即:确定示波器的X轴的每格代表多少H值(A/m)，Y轴每格代表多少B(T)。 在示波器X偏转板上UX、Y偏转板UY可准确测量，且R1、R2、C都为已知的元件的情况下，设 Sx为示波器X轴的电压灵敏度,X为水平方向的位移格数;SY为示波器Y轴的电压灵敏度，Y为垂直方向的位移格数;则: UX=SxX ; UY=SYY(3) 将(3)代入(1)、(2)得: H=(4) B=(5) 四、实验内容 (一) 熟悉示波器并测量信号源输出信号的周期 1、实验前准备 ?将“动态法磁滞回线实验仪”频率输出调节为100Hz，幅度值适中; ?示波器处于测量信号波形状态，使示波器辉度适中;调节X、Y位移旋钮使光点居中 ?用标准信号校准示波器 3 X、Y轴灵敏度旋钮，(注意:三个微调旋钮逆时针旋到底) 请在下图中画出信号源输出信号的波形图，并计算其周期: 篇二:2016磁滞回线的测量(实验报告)(1) 实验名称: 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓 名 桌 号 学 号班 级 教 室 基础教学楼1101 实验日期 2016年 月日节 一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1. 双踪示波器 2. DH4516C型磁滞回线测量仪 当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓 4 慢改变磁场，磁化曲线成为一闭合曲线，这个闭合曲线称为磁滞回线，如图2所示。 3、基本磁化曲线 对于同一铁磁材料，设开始时呈去磁状态，依次选取磁化电流I1、I2、„.In，则相应的磁场强度为H1、H2、„.H3，在每一磁化电流下反复交换电流方向(称为磁锻炼)，即在每一个选定的磁场值下，使其方向反复发生几次变化(如H1?- H1?H1?- H1„.)，这样操作的结果，是在每一个电流下都将得到一条磁滞回线，最后，可得一组逐渐增大的磁滞回线。我们把原点O和各个磁滞回线的顶点a1、a2、„.所连成的曲线称为铁磁材料的基本磁化曲线，如图3所示。 图3基本磁化曲线 (二)利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量原理 1、示波器显示B—H曲线原理线路 由上述磁滞现象可知，要观测磁介质磁滞现象及相应的物理量，需要根据磁化过程测定材料内部的磁场强度和磁感应强度。因此，测量装置必须具备三个功能: ? 提供使样品磁化的可调强度的磁场(磁化场) ? 可跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度 ? 可定量显示样品的磁化过程 《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》 5 图4 图4是利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量装置原理图:首先将待测的铁磁物质制成一个环形样品，在样品上绕有原线圈即励磁线圈N1匝，由它提供磁化场;在样品上再绕副线圈即测量线圈N2匝，由它来跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度;由示波器来定量显示磁化过程。 如图4，设L为环形样品的平均磁路长度，若在线圈N1中通过励磁电流I1时，此电流在样品内产生磁场，磁场强度H的大小根据安培环路定律: ， 即:I1 R1两端电压U1为: U1= I1 R1= H (1) 由(1)式可知，若将电压U1输入示波器 X偏转板时，示波器上任一时刻电子束在X轴的偏转正比于磁场强度H。 为了追踪测量样品内的磁感应强度B,在截面面积为S的样品中缠绕副线圈N2，B可通过副线圈N2中由于磁通量变化而产生的感应电动势ε来测定。根据电磁感应定律: B=- 为了获得与B相关联的电压数值(因示波器只接收电压)，在副线圈上串联一个电阻R2与电容C，电阻R2与电容C构成一个积分电路，此时ε=iR2+Uc(i为感生电流，Uc 6 为积分电容两 《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》 端电压)，适当选择R2与电容C，使R2 则电容两端的电压Uc为: Uc= (2) 由(2)式可知，若将电压Uc输入示波器的Y偏转板，示波器上任一时刻电子束在Y轴的偏转正比于样品中的磁感应强度B。 这样，当示波器处于X-Y状态，X偏转板接U1，Y偏转板接Uc，示波器屏上即可显示磁化过程。 2、示波器的定标 为了定量研究磁化曲线、磁滞回线，必须对示波器定标。即:确定示波器的X轴的每格代表多少H值(A/m)，Y轴每格代表多少B(T)。 在示波器X偏转板上UX、Y偏转板UY可准确测量，且R1、R2、C都为已知的标准元件的情况下，设 Sx为示波器X轴的电压灵敏度,X为水平方向的位移格数;SY为示波器Y轴的电压灵敏度，Y为垂直方向的位移格数;则: UX=SxX ; UY=SYY(3) 将(3)代入(1)、(2)得: H= (4) 7 B= (5) 四、实验内容 (一) 熟悉示波器并测量信号源输出信号的周期 1、实验前准备 ?将“动态法磁滞回线实验仪”频率输出调节为100Hz，幅度值适中; ?示波器处于测量信号波形状态，使示波器辉度适中;调节X、Y位移旋钮使光点居中 篇三:实验9-实验报告示例-磁滞回线 实验报告(示例) 【实验名称】铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线 【实验目的】 1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量:矫顽力、剩磁和磁导率的理解。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线。 3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。 4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别，并确定某一频率下的磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc数值。 5、改变不同的磁性材料，比较磁滞回线形状的变化。 【实验仪器】 实验使用的仪器由测试样品、功率信号源、可调标准电 8 阻、标准电容和接口电路等组成。测试样品有两种，一种是圆形罗兰环，材料是锰锌功率铁氧体，磁滞损耗较小;另一种是EI型硅钢片，磁滞损耗较大些。信号源的频率在20,200Hz间可调;可调标准电阻R1的调节范围为0.1,11Ω;R2的调节范围为1,110kΩ;标准电容有0.1μF,11μF可选。 实验样品的参数如下: 样品1:平均磁路长度L=0.130m，铁芯实验样品截面积S=1.24×10-4m2，线圈匝数:N1=150T，N2=150T;N3=150T。 样品2:平均磁路长度L=0.075m，铁芯实验样品截面积S=1.20×10-4m2，线圈匝数:N1=150T，N2=150T;N3=150T。 【实验原理】 1、磁化曲线 此处说明什么是磁化曲线，什么是起始磁化曲线 2、磁滞回线 此处图示说明以下几个概念: 起始磁化曲线，磁滞回线，退磁曲线，剩磁，矫顽力，磁滞现象，极限磁滞回线，基本磁化曲线，磁锻炼 3、示波器显示B—H曲线的原理 此处图示说明以下概念与公式: 图1 B—H曲线的原理图 加在示波器X端和Y端的UX和UY ，各参数的意义 9 UX? LR1N1 H UY? N2S B CR2 3、示波器相关旋钮的功能与操作步骤及H-X 、B-Y的关系式 此处说明示波器相关旋钮的功能与操作步骤及H-X 、B-Y的关系式中各参数的含义 【实验内容】 1、显示和观察2种样品在25Hz、50Hz、100Hz、150Hz交流信号下的磁滞回线图形。 此处写操作关键步骤 2、测磁化曲线和动态磁滞回线，用样品1进行实验。 此处写操作关键步骤并用数据 表格记录时，最好找有一个坐标为整数的点来记，如(4，3.9)，(0.6，2) 下表为参考数据 表2 3、作磁化曲线 此处以H-X、B-Y公式为基础，算出H和B 的值，并填表做图。 注意:上述公式中，实验样品1的参数如下: L=0.130m，S=1.24×10m，N1=150T，N2=150T，R1、 10 R2值根据仪器面板上的选择值计算。C=2.0×10F其中，L为铁芯实验样品平均磁路长度;S为铁芯实验样品截面积;N1为磁化线圈匝数;N2为副线圈匝数;R1为磁化电流采样电阻，单位为Ω;R2为积分电阻，单位为Ω;C为积分电容，单位为F。Sx为示波器X轴灵敏度，单位V/格;Sy为示波器Y轴灵敏度，单位V/格;所以得到一组实测的磁化曲线数据，整理如表3(供参考)，其中X轴灵敏度为0.05V/格，Y轴灵敏度为10mV/格。 -6 -42 滞回线数据整理如表4(供参考)。 由表3作B-H磁化曲线，见图10(仅供参考) 由表4作磁滞回线图B-H，见图11(供参考)。 显然B最大值对应饱和磁感应强度-Bs=-451.6mT、BS=451.6mT。 H=0时，B读数对应剩磁-Br=-112.9mT、Br=112.9mT。 B=0时，H读数对应矫顽力-He= -14.4A/m、He=14.4A/m。 图 2 B-H磁化曲线 图3 B-H磁滞回线 4、换样品2进行实验观察，由于时间限制，不要求对样品2进行曲线绘制与分析计算。 【实验总结】 11 此处写下自己在实验中的经验与教训，避免套话，对报告分数很重要。 【思考题】 1. 测绘磁滞回线和磁化曲线为何要先退磁, 2. 怎样使样品完全退磁，使初始状态在H=0，B=0 点上, 3. 用示波器法观测磁滞回线时，通过什么获得B 和 H 两个磁学量, 4. 如何判断铁磁材料属于软、硬磁材料, 5. 磁滞回线的形状随交流信号频率如何变化,为什么, 12