实验9-实验报告示例-磁滞回线

实验（示例） 【实验名称】铁磁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 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表格记录数据 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1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 X/格 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 Y/格 0 0.40 1.00 2.40 2.80 3.20 3.50 360 3.80 3.90 3.95 4.00                           表2 X/格 Y/格 X/格 Y/格 5.00 4.00 -5.00 -4.00 4.00 3.90 -4.00 -3.90 3.00 3.80 -3.00 -3.80 2.00 3.60 -2.00 -3.60 1.00 3.40 -1.00 -3.40 0.60 3.00 -0.60 -3.00 0.20 2.00 -0.20 -2.00 0 1.00 0 -1.00 -0.20 0 0.20 0 -0.40 -1.00 0.40 1.00 -0.60 -2.00 0.60 2.00 -0.90 -3.00 0.90 3.00 -1.00 -3.20 1.00 3.20 -2.00 -3.55 2.00 3.55 -3.00 -3.75 3.00 3.75 -4.00 -3.85 4.00 3.85 -5.00 -4.00 5.00 4.00         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=1.24×10-4m2，N1=150T，N2=150T，R1、R2值根据仪器面板上的选择值计算。C=2.0×10-6F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。 滞回线数据整理如表4（供参考）。 表  3          R1=0.8Ω  R2 =105KΩ 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 X/格 0 0.20 0. 40 0. 60 0. 80 1.00 1. 50 2. 00 2. 50 3. 00 4.00 5.00 H/（A/m） 0 14.4 28.8 43.3 57.7 72.1 108.2 144.2 180.3 216.3 288.4 360.6 Y/格 0 0.40 1.00 2.30 2.80 3.20 3.50 3.65 3.80 3.90 3.95 4.00 B/mT 0 45.2 112.9 259.7 316.1 361.3 395.2 412.1 429.0 440.3 446.0 451.6                           表  4 X/格 H/(A/m) Y/格 B/mT X/格 H/(A/m) Y/格 B/mT 5.00 360.6 4.00 451.6 -5.00 -360.6 -4.00 -451.6 4.00 288.4 3.90 440.3 -4.00 -288.4 -3.90 -440.3 3.00 216.3 3.80 429 -3.00 -216.3 -3.80 -429.0 2.00 144.2 3.60 406.4 -2.00 -144.2 -3.60 -406.4 1.00 72.1 3.40 383.9 -1.00 -72.1 -3.40 -383.9 0.60 43.3 3.00 338.7 -0.60 -43.3 -3.00 -338.7 0.20 14.4 2.00 225.8 -0.20 -14.4 -2.00 -225.8 0 0 1.00 112.9 0 0 -1.00 -112.9 -0.20 -14.4 0 0 0.20 14.4 0 0 -0.40 -28.8 -1.00 -112.9 0.40 28.8 1.00 112.9 -0.60 -43.3 -2.00 -225.8 0.60 43.3 2.00 225.8 -0.90 -64.9 -3.00 -338.7 0.90 64.9 3.00 338.7 -1.00 -72.1 -3.20 -361.3 1.00 74.1 3.20 361.3 -2.00 -144.2 -3.55 -400.8 2.00 144.2 3.55 400.8 -3.00 -216.3 -3.75 -423.4 3.00 216.3 3.75 423.4 -4.00 -288.4 -3.85 -434.7 4.00 288.4 3.85 434.7 -5.00 -360.6 -4.00 -451.6 5.00 360.6 4.00 451.6                 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】 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，通过什么方法获得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？