2016磁滞回线的测量
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的 测量
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测量
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的两个基本磁性特性,可以通过实验测量来获得。磁化曲线反映了铁磁材料在外加磁场下的磁化过程,磁滞回线则是描述铁磁材料在磁场变化时磁化状态的变化过程。在这篇文章中,我们将详细介绍铁磁材料磁化曲线和磁滞回线的测量方法。
一、磁化曲线的测量
1、实验原理
铁磁材料在外磁场作用下会被磁化,磁化过程可以被描述为一个磁化曲线。实验中,我们可以通过应用不同大小的磁场来测量铁磁材料的磁化曲线,并在相应的磁场值处记录样品磁化强度。
2、实验步骤
(1)选择适当的铁磁材料。铁磁材料应该具有较高的磁滞回线,磁化曲线应平滑连续。
(2)制备样品。将铁磁材料制成条状或薄片状,并尽可能保持样品尺寸一致。
(3)将制备好的铁磁材料打磨并清洗干净。
(4)准备实验装置。将样品放置于磁感应计中间,并将磁感应计连接到电压表或电流表。
(5)应用不同大小的外磁场,并记录磁化强度。使用恒流源或电压源,应用不同大小的电流或电压,同时记录磁感应计测得的磁感应强度,以得到磁化曲线。重复多次实验,取平均值或绘制不同曲线来验证测量结果的准确性。
3、注意事项
(1)要保持样品尺寸一致,以避免磁滞回线太宽或太窄。
(2)应避免外界干扰和温度变化对实验结果的影响。
(3)在应用不同磁场时,应注意不要让磁场过强以至于将样品磁化到饱和,否则曲线终止于饱和点。
(1)选择适当的铁磁材料。
(4)以一个磁场方向开始,应用不同大小的磁场,并记录磁化强度,记录下磁化曲线,此时磁滞回线仍未形成完整闭合环形。
(5)随着外磁场方向变化,记录相应的磁化曲线和磁滞回线,直到一整个闭合环形的曲线测得。
磁滞回线的测量
误差分析:对实验结果进行误差分析和讨论,评估实验方法的可靠性和精度。
图表绘制:将实验数据绘制成磁滞回线图,以便直观地展示材料磁滞现象和特性。
05
磁滞回线测量的应用
在材料科学中的应用
磁滞回线测量 用于研究材料 的磁性能,如 铁磁性、亚铁 磁性和反铁磁
磁滞回线测量在 地质勘探中的应 用:通过测量磁 滞回线,可以了 解地下岩石的磁 性能,为地质勘 探提供重要的参 考信息。
06
磁滞回线测量的未来发展
新技术、新方法的研究与应用
磁性材料和器件的进步将推动磁滞回线测量的技术革新。 新型测量设备的研发将提高磁滞回线测量的精度和效率。 人工智能和机器学习技术在磁滞回线测量中的应用将进一步拓展。 未来磁滞回线测量的研究方向将更加注重实际应用和跨学科合作。
04
磁滞回线测量的实验步骤
实验前准备
确定测量对象和测量范围 选择合适的磁滞回线测量仪器 准备测量样品,确保其具有代表性 了解测量原理和操作方法,熟悉测量步骤
磁场施加与测量
测量步骤:使用磁滞回线测 量仪记录磁场的强度和磁感 应强度随时间的变化关系
施加磁场:使用磁场发生器 将磁场施加到样品上
实验条件:确保实验环境安 静,避免外界磁场干扰
注意事项:确保样品放置正 确,避免与磁场发生器接触
磁滞回线测量实验报告
磁滞回线测量实验报告
磁滞回线测量实验报告
引言:
磁滞回线是描述磁性材料磁化特性的重要参数。通过对磁滞回线的测量和分析,我们可以深入了解材料的磁性行为,并从中获得有用的信息。本篇实验报告旨在介绍磁滞回线测量实验的目的、步骤和结果,并对实验所获得的数据进行分析和讨论。
一、实验目的:
本次实验的主要目的是通过对某一磁性材料的磁滞回线测量,了解该材料的磁化特性以及磁滞回线的含义。具体的目标包括:
1. 测量和绘制材料的磁滞回线;
2. 分析磁滞回线的特征,如饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矫顽力等;
3. 通过实验数据,讨论磁滞回线对材料磁性的影响。
二、实验步骤:
1. 准备磁性样品和测量设备。选择一块磁性样品,并将其放置在测量设备中,确保设备已经校准。
2. 施加外加磁场。通过调节测量设备中的磁场源,逐渐增加外加磁场
的强度,使其达到最大值,并将之后逐渐减小。
3. 测量磁滞回线数据。在每个磁场强度值下,测量并记录材料的磁感应强度。
4. 绘制磁滞回线曲线。将实验所得的磁感应强度值绘制成磁滞回线曲线。
三、实验结果:
在本次实验中,我们测量了某磁性材料的磁滞回线,并得到了以下结果。
磁滞回线曲线如下图所示:
[插入磁滞回线曲线图]
从图中可以观察到以下几个主要特征:
1. 饱和磁感应强度:磁滞回线中的一段水平线段代表材料的饱和磁感应强度。在这段区域内,无论外加磁场的强度如何增加,材料的磁感应强度都不再增加。
2. 剩余磁感应强度:磁滞回线的起点对应着剩余磁感应强度。当外加磁场为零时,材料仍然保持一定的磁感应强度,即剩余磁感应强度。
磁滞回线测试方法详解
磁滞回线测试方法详解
引言:
磁滞回线测试方法是一种用来评估磁性材料特性的科学技术。这种测试方法可
以提供有关材料磁化行为的重要信息,被广泛应用于工程磁学、材料科学和电力系统等领域。本文将详细介绍磁滞回线测试的原理、测试步骤和应用领域。
一、磁滞回线测试原理
磁滞回线测试是通过施加一个逐渐增强或减弱的磁场,在不同磁场强度下测量
材料的磁场强度来进行的。这个测试方法的核心是研究材料的磁滞性和退磁性。材料的磁滞性是指在外加磁场作用下,材料的磁化程度;退磁性是指退磁后材料的磁化强度回复到零的能力。通过测试磁滞回线,我们可以获得材料的一系列重要参数,如矫顽力、饱和磁感应强度和磁导率等。
二、磁滞回线测试步骤
1. 准备工作:
在进行磁滞回线测试之前,首先需要准备好测试样品和实验设备。测试样品
可以是钢材、铁氧体、硅钢片等常见的磁性材料。实验设备主要包括磁滞回线测试仪、磁场调节装置和磁感应计等。确保这些设备处于正常工作状态,保证测试的准确性和可靠性。
2. 测试过程:
a. 施加磁场:通过磁场调节装置,逐渐增加或减小磁场的强度,使其在一定
范围内变化。在每个特定的磁场强度下停留一段时间,以允许材料的磁化行为达到平衡状态。
b. 测量磁感应强度:使用磁感应计,测量在不同磁场强度下材料的磁感应强度,并记录下来。这些数据将用于后续的分析和绘制磁滞回线。
c. 退磁:在完成磁滞回线测试后,对样品进行退磁处理,使其磁化强度回复
到零,以便再次进行测试或存储。
三、磁滞回线测试应用领域
磁滞回线测试方法在各个领域都有广泛的应用,以下是几个常见的领域:
实施磁滞回线实验的步骤
实施磁滞回线实验的步骤
磁滞回线实验是物理学中的一项重要实验,通过测量磁场强度和磁化强度之间的关系,可以研究材料的磁性特性。下面将介绍实施磁滞回线实验的步骤。
1. 准备实验材料和仪器
在进行磁滞回线实验之前,首先要准备好实验所需的材料和仪器。实验材料包括磁铁、磁场感应线圈、磁场强度计等。仪器包括电源、电流表、电压表等。
2. 搭建实验装置
将磁场感应线圈固定在实验台上,并将磁铁放置在感应线圈的中心位置。确保磁铁和感应线圈之间的距离适当,以保证磁场的均匀性。将磁场强度计放置在磁铁附近,以便测量磁场强度的变化。
3. 测量磁场强度
接通电源,通过调节电流大小,使磁场感应线圈中产生恒定的磁场。然后使用磁场强度计测量不同电流下的磁场强度值。记录下每个电流对应的磁场强度数值。
4. 测量磁化强度
在测量磁化强度之前,需要将磁铁磁化至饱和状态。将磁铁放置在较大的电流下,使其磁化至饱和。然后逐渐减小电流,记录下每个电流对应的磁化强度数值。
5. 绘制磁滞回线
根据测得的磁场强度和磁化强度数值,可以绘制出磁滞回线图。横轴表示磁场强度,纵轴表示磁化强度。通过连接各个点,可以得到磁滞回线的形状。
6. 分析磁滞回线
根据磁滞回线的形状,可以对材料的磁性特性进行分析。磁滞回线的形状与材
料的磁化特性密切相关。例如,如果磁滞回线呈现出矩形的形状,说明材料具有良好的磁性,磁化强度与磁场强度成正比。而如果磁滞回线呈现出斜线或曲线的形状,说明材料的磁化强度与磁场强度之间存在非线性关系。
7. 进一步研究
磁滞回线实验只是研究材料磁性特性的一种方法,还可以通过其他实验方法进
磁滞回线的测量
用示波器测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线
实验原理:
一铁磁质的磁化特性:
1 铁磁质的相对磁导率,一般在之间,有
的可高达。
8104
21010--1>>r μ2 铁磁材料的磁导率不是常数,而是与磁化条件和磁化历史有关。
将铁磁材料做成环状样品如图:电流I 从0逐渐增加,H 也逐渐增加。输入信号测量仪器
ε绕组线圈
饱和磁感应强度
初始磁化曲线
当电流从0逐渐增加,线圈中的磁场强度H也随之增加,
这样就可以测出若干组B,H值。以H为横坐标,B为纵坐标,画出B随H的变化曲线,这条曲线称为初始磁化曲线。当H
增大到某一值后,B几乎不再变化,这时铁磁材料的磁化状
态为磁饱和状态。此时的磁感应强度B s叫做饱和磁感应强度。
μH
B
μ
磁导率与H的关系曲线
3 磁滞现象:
铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
反向减小H 到0,则B 沿de 到-B r 。H 按原方向增加经ef 到H c ;继续增大H ,则B 沿fa 回到原来饱和状态。
a b c
d
e f 当铁磁质达到饱和
后,减小H ,B 沿图ab 下降;当H=0时B
=B r ,称为剩磁。当H =H c 时,B=0,
bc 段是退磁曲线H c 称为矫顽力;反
向继续增大H ,铁磁质反向沿cd 段达
到饱和;-H c -B r B r
不同的铁磁质具有不同形状的磁滞回线,按矫顽力的大小,铁磁材料可分为:
软磁材料:矫顽磁力很小,适合于做变压器、电机中的铁芯等。
硬磁材料:矫顽磁力很大,常用做永磁体。
常用在电表、收音机、扬声器中。
矩磁材料:它的磁滞回线接近于矩形,可以用做
“记忆”元件。
如何使用磁滞回线示波器测量磁滞回线
如何使用磁滞回线示波器测量磁滞回线
磁滞回线是描述磁性材料在不同磁场作用下的磁化特性的图形。磁滞回线示波器是一种用于观察和测量磁滞回线的仪器。本文将介绍如何正确使用磁滞回线示波器来测量磁滞回线,以及如何分析这些数据并得出有关材料磁性的结论。
首先,准备工作非常重要。首先,您需要选择适合测量的磁性材料样品。常用的磁性材料包括铁、镍、钴等。然后,将样品准备成您希望测量的形状,例如铁芯或磁铁。确保样品表面光滑,以减小测试误差。
接下来,将磁滞回线示波器连接到电源,并将探头连接到示波器输入端。调整示波器的垂直增益和水平增益,以使观察到的波形合适,并且不会超出示波器的测量范围。
然后,将样品放置在磁场中。可以通过将样品置于恒定磁场中或通过磁体产生的可变磁场来实现。确保磁场的强度在所选样品的饱和磁场值范围内,并且可以逐步增加或降低。
当磁场作用于样品时,示波器将显示出磁滞回线的波形。磁滞回线是一个由样品磁化强度与磁场强度之间的关系绘制的曲线。您可以看到随着磁场的变化,样品的磁化强度如何随之变化。
测量磁滞回线时,您可以采用不同的方法。一种常见的方法是逐点测量,即在磁场强度变化的每个点上测量和记录样品的磁化强度。另一种方法是连续测量,在磁场强度变化的过程中连续地对样品进行测量,并记录所有数据。连续测量可以提供更精确的磁滞回线数据。
测量完成后,您可以开始分析磁滞回线数据。首先,您可以计算出样品在不同磁场强度下的饱和磁化强度和剩余磁化强度。饱和磁化强度是在饱和磁场下,样品完全磁化时的磁化强度。剩余磁化强度是在去除磁场后,样品保留的磁化强度。
磁滞回线的测量实验报告
磁滞回线的测量
许康麟 11000113G4 10#
May 12, 2013
一、实验目的
1.用示波器观测软磁材料的交流磁滞回线;
2.学习标定磁场强度、磁感应强度.测定样品的磁参数。
二、仪器用具
磁滞回线实验仪器台〔两个带测样品,一个软铁、一个硅钢片,其他部分见实验原理),市电低压交流源,电感,示波器,直流电压源,数字万用表,导线若干。
三、实验原理
1.铁磁材料的磁化规律
B,:当材料磁化的时候,磁感应强度B和磁场强度H之间的关系因为磁滞的原因,B和H并不是-一对应的关系。但是当H足够大的时候,H继续增大,B几乎不变了,这时饱和的磁感应强度用&表示。
当磁化饱和之后,若去掉磁场.材料仍保留一定的磁性,此时的B称为剩余磁感应强度,用d表示。
Z:这时加足够的反向磁场,材料才完全退磁•使材料完全退磁所需的反向磁场称为铁磁材料的娇顽力,用弘•表示。
磁滞回线.即铁磁材料的磁感应强度B和磁场强度H之间的关系,大致如图1所示。
2.測量的原理和方法
采用如图2所示的电路图来进行测量.磁场强度和磁感应强度分别由
R.Q CU C
N2S
Ril
给出。这里可以这么做是因为再探测线圈恥中如果有磁通嚴△①的变化. 则会产生感生电动势,其值为
而又有
△G = — J Cjdt , G = N2BS
测虽中用一个积分电路来计算①,得到6最后得到
RC
2N2S
四、实验内容
1.观測铁氧体(样品1)的饱和磁滞回线
1)取R] = 2.0Q ・ R? = 50kQ. C = 10.0/iF, f = 100Hz.在示波器磁滞回线的上半支取9个点测最其H和B•画出磁滞回线,并给出反,比。
2016磁滞回线的测量(实验报告)解析
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
桌
号
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
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
、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
图4 磁滞回线的测量原理图
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:
动态磁滞回线的测量实验报告(一)
动态磁滞回线的测量实验报告(一)
动态磁滞回线的测量实验报告
实验概述
•实验目的:测量物质的动态磁滞回线,并分析其磁滞特性。
•实验设备:磁滞计,电磁铁,示波器等。
•实验步骤:
–步骤一:连接电磁铁和示波器,并设置示波器的测量范围和采样率。
–步骤二:调节电磁铁的电流,使其从零开始逐渐增加,记录示波器上的磁场变化曲线。
–步骤三:减小电磁铁的电流至零,并逆向增加电流,记录示波器上的磁场变化曲线。
–步骤四:分析记录到的数据,绘制物质的动态磁滞回线图。实验结果
•在示波器上观察到了物质的动态磁滞回线图形。
•磁滞回线图显示了物质在不同磁场强度下的磁化过程,具有磁滞特性。
•通过测量磁滞回线的形状和宽度,可以了解物质的磁化能力和磁滞损耗情况。
实验分析
•根据磁滞回线图形的不同,可以判断物质的磁滞性质。
•如果磁滞回线呈现出狭窄而对称的椭圆形,说明物质具有良好的磁滞特性。
•如果磁滞回线呈现出扁平或不对称的形状,则说明物质的磁滞效应较小。
实验总结
•动态磁滞回线测量实验是研究物质磁滞特性的重要手段。
•通过测量磁滞回线,可以了解物质的磁化能力和磁滞损耗情况。•研究物质的磁滞特性对于电磁材料的应用具有重要意义。
参考资料
•XXXX,XXXXXXXXX。
•XXXX,XXXXXXXXX。
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磁滞回线测量与磁化曲线绘制
磁滞回线测量与磁化曲线绘制
一、磁滞回线测量
磁滞回线是磁性材料在外加磁场作用下磁化过程中的特性曲线,通常用于描述
材料的磁性能。测量磁滞回线是评价材料磁性能的重要手段之一。下面将介绍几种常用的磁滞回线测量方法:
1.1 磁感应强度法
磁感应强度法是一种比较常用的测量磁滞回线的方法。通过在外加磁场下测量
材料的磁感应强度随时间或磁场强度的变化,可以得到磁滞回线的形状和磁化特性。
1.2 磁阻法
磁阻法是一种通过测量在磁场中材料的磁阻随磁场变化的方法,从而得到材料
的磁滞回线的形状和特性。
1.3 振动样品磁强计法
振动样品磁强计法是一种先进的磁滞回线测量方法,通过振动样品和探测磁场
的传感器,可以快速、非接触地获取材料的磁滞回线特性。
二、磁化曲线绘制
磁化曲线是描述材料在外界磁场作用下磁化强度随磁场强度变化的曲线。绘制
磁化曲线有助于理解材料的磁化特性和磁性能。下面介绍几种常见的磁化曲线绘制方法:
2.1 饱和磁化曲线
饱和磁化曲线是描述材料在饱和状态下磁化强度随磁场强度变化的曲线。通常
使用磁感应强度仪器进行测量和绘制。
2.2 磁滞回线图
磁滞回线图是描述材料在周期性磁场变化下磁化强度随时间变化的曲线。通过
不断改变磁场大小和方向,可以得到完整的磁滞回线图。
2.3 磁化斜率曲线
磁化斜率曲线描述了材料在磁场变化下磁化强度斜率随磁场强度变化的曲线。
可以通过对磁化曲线进行微分运算得到。
结语
磁滞回线测量和磁化曲线绘制是研究材料磁性能的重要方法,通过这些方法可以深入了解材料的磁性特性和磁化行为。不同的测量方法和曲线绘制技术可以为磁性材料的研究提供有力支持和指导。
实验16铁磁质的磁化曲线和磁滞回线的测定
实验十六 铁磁质的磁化曲线和磁滞回线的测定
本实验中用交流电对铁磁材料样品进行磁化,测得的B H -曲线称为“动态磁滞回线”。测量磁性材料动态磁滞回线的方法较多,用示波器法测量动态磁滞回线的方法具有直观、方便、迅速以及能够在不同磁化状态下(交变磁化及脉冲磁化等)进行观察和测量的独特优点。
【实验目的】
1.利用动态法测量磁性材料的磁化曲线和磁滞回线;
2.了解磁性材料的基本特性;
3.了解磁性材料的退磁以及磁锻炼的方法。
【实验仪器】
CZ-2磁滞回线装置,可隔离变压器,万用表,标准互感器,电键等
【实验原理】
一、铁磁材料的磁滞性质
铁磁材料除了具有高的磁导率外,另一个重要的特点就是磁滞。当材料磁化时,磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关,而且决定于磁化的历史情况,如图16-1所示。当H 增加到某一值s H 时,B 几乎不再增加,说明磁化已达饱和。材料磁化后,如使H 减小,B 将不沿原路返回,而是沿另一条曲线A AC '下降。当H 从s H -增加时,将沿A C A ''曲线到达A ,形成一个闭合曲线称为“磁滞回线”,其中
图16-1磁滞回线示意图
0=H 时,r B B =,r B 称为“剩余磁感应强度”。要使磁感应强度为零,就必须一个反向磁场c H -,c H 称为“矫顽力”。此曲线和原点中心对称,不同的I 值即不同外磁场值所对应的回线大小也不同。在磁测量中,进行反复磁化过程的操作称为“磁锻炼”,所得到的一系列振幅不同的磁滞回线端点轨迹的连线,称为“基本磁化曲线”,如图16-1中曲线OA 。
各种铁磁材料有不同的磁滞回线,主要区别在于矫顽力的大小,矫顽力大的称为硬磁材料,矫顽力小的称为软磁材料。
磁滞回线测量
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磁滞回线测量
磁性材料应用很广,从长用的永久磁铁、变压器铁芯,到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用。磁滞回线和磁化曲线反应了磁性材料磁特性的主要特征。
实验原理
1. 铁材料的磁滞现象
铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H 与磁感应强度B 之间的关系的特征。
图 1 图 2
将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化.当磁场强度H 由零增加时, 磁感应强度B 由零开始增加。H 继续增加,B 增加缓慢,这个过程的B — H 曲线称为起始磁化曲线,如图1中的oa 段所示。
当磁场强度H 减小,B 也跟着减小,但不按起始磁化曲线原路返回,而是沿另一条曲线(图1中)ab 段下降,当H 返回到零时,B 不为零,而保留一定的值r B ,即铁磁材料仍处于磁化状态,通常r B 称为磁材料的剩磁。
将磁化场反向,使磁场强度负向增加,当H 达到某一值C H −时,铁磁材料中的磁感应强度才为零,这个磁场强度C H −称为磁材料的矫顽力。继续增加反向磁场强度,磁感应强度B 反向增加。如图1 cd 段所示。
当磁场强度由m H −增加到m H 时,其过程与磁场强度从m H 到m H −过程类似。这样形成一个闭合的磁滞回线。
逐渐增加m H 值,可以得到一系列的逐渐增大的磁滞回线,如图2所示。把原点与每个磁滞回线的顶端a 1,a 2,a 3,a 4…连接起来即得到基本磁化曲线。如图2中oa 段所示。
当H m 增加到一定程度时,磁滞回线两端较平,即H 增加,B 增加很小,在此时附近铁磁材料处于饱和状态。
测量磁滞回线的方法
测量磁滞回线的方法
一、测量磁滞回线的方法
1、电路结构和原理
磁滞回线测量电路由信号源、磁滞回线、变压器和外部电路组成,它的工作原理如下:当信号源产生正弦波输出时,磁滞回线将该输出信号变换成新的信号,这个新的信号再经过变压器变换成相应的新的输出信号,最后经由外部电路进行放大后即可得到测量结果。
2、测量步骤
(1)将信号源连接到磁滞回线上,用两根螺钉将磁滞回线固定到实验台上,并确保磁滞回线的两端电连接处必须处于正确位置;
(2)用示波器观察输出信号,放大示波器的增益调整到适当的大小;
(3)给磁滞回线逐渐增加外加磁场,直至输出信号达到最大,这时磁滞回线磁矩值即为测量结果;
(4)用台架把测量结果记录下来。
3、注意事项
(1)磁滞回线要用两根螺钉固定,防止它移动;
(2)磁滞回线应用正确的连接技术,否则容易造成测量误差;
(3)电路中的电压和电流要保持适当的比例,以免引起信号失真;
(4)磁滞回线的外加磁场不能过大,以免损坏磁滞回线。
磁滞回线的测量实验报告
磁滞回线的测量实验报告
一、实验目的
本次实验旨在掌握磁滞回线的测量方法,了解不同材料的磁性特性,
并通过实验数据分析得出相关结论。
二、实验原理
1. 磁滞回线
磁滞回线是指在恒定外加磁场下,材料的磁化强度随着外加磁场强度
的变化而发生变化,并且在去除外加磁场后,材料的残留磁化强度不
为零而呈现出一个闭合曲线。这个曲线就是该材料的磁滞回线。
2. 测量方法
测量方法有两种:一种是利用霍尔效应测量样品处于不同磁场下的霍
尔电压值,得到样品对应的霍尔电压-外加磁场强度曲线;另一种是利用电桥法测量样品处于不同磁场下电桥平衡时,所需的平衡电流或电
压值,得到样品对应的平衡电流/电压-外加磁场强度曲线。
三、实验步骤
1. 准备工作:将霍尔元件和样品固定在恒温水槽中,将电桥接线好,
并调整电桥平衡状态。
2. 霍尔效应法:分别调节外加磁场强度,记录样品对应的霍尔电压值,
并绘制出霍尔电压-外加磁场强度曲线。
3. 电桥法:分别调节外加磁场强度,记录样品对应的平衡电流/电压值,并绘制出平衡电流/电压-外加磁场强度曲线。
4. 数据处理:根据实验数据绘制出样品的磁滞回线,并计算出相关参数。
四、实验结果分析
1. 样品的磁滞回线
根据实验数据绘制出样品的磁滞回线图像,可以看到该样品呈现出一
个闭合曲线,在去除外加磁场后仍有一定的残留磁化强度。通过对该
曲线进行分析可以得到该材料的饱和磁化强度、剩余磁化强度、铁损
耗等参数。
2. 不同材料的特性比较
通过对不同材料进行实验测量并比较它们的磁滞回线图像和参数可以
发现,不同材料之间存在明显差异。例如,某些材料的饱和磁化强度
测量磁滞回线的方法
测量磁滞回线的方法
一、引言
磁滞回线是反映电机磁滞特性的一种回线现象,其中包括磁滞涡旋和磁滞振荡。磁滞回线测量是对电机磁滞性能的一种重要方法,它是快速、精确评估电机磁滞试件的有效方法。
它可以在较短的时间内确定一台电机的基本特性,以便确定其是否符合要求。因此,测量磁滞回线是进行机械或电气设计的重要工作,它不仅可以确定电机的参数,而且可以给出电机的勤勉度。
二、测量磁滞回线的方法
测量磁滞回线的方法主要有以下几种:
(1)用矩形波来测量磁滞回线:以矩形信号为激励信号,用综合变压器法或变流器法,测量被激励时磁滞试件的励磁电流和转矩。该方法可以很好地测量电机的时域特性,但是由于矩形信号的有限宽度,测量结果可能存在信号失真的问题。
(2)用正弦波来测量磁滞回线:以正弦波为激励信号,用此方法来测量被激励时磁滞回线的特性,可以更准确地测量电机的励磁电流和转矩,从而得到更可靠的测量结果。
(3)用常量频率的信号(调频信号)来测量磁滞回线:可以用此方法对被激励时磁滞回线的形状进行精确测量,从而大大提高了测量准确性。
三、结论
磁滞回线是电机磁滞特性的重要反映,测量磁滞回线是快速、精
确评估电机磁滞性能的有效方法。常用的测量磁滞回线的方法有:使用矩形波、正弦波和常量频率的信号(调频信号)来测量磁滞回线,以获得更准确的测量结果。
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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
2、为什么测量基本磁化曲线时需要退磁
10
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。
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:
① 提供使样品磁化的可调强度的磁场(磁化场) ② 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 ③ 可定量显示样品的磁化过程
Y2/ 格
B1/m T B2/m T
计算 HS =
;BS =
4、样品2磁滞回线图形
;HC=
(四)测量样品的基本磁化曲线(选择样品1)
先将样品退磁, 然后从零开始不断增大电流,记录各磁滞回线顶点的 B 和 H 值,
(注意基本磁化曲线与磁化曲线的不同)
表 3 样品 1 的基本磁化曲线数据
序 号
X/ 格 H/
(A/m)
Y1/ 格
Y2/ 格
B1/m T B2/m T
计算 HS =
;BS =
;HC=
2、样品1磁滞回线图形
9
1 0
1 1
3、样品 2 测量数值记录表
表2 ( 参数如上;信号源频率取100Hz ; R1=
R2=
Sx=
Sy=
)
序 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
X/ 格
0
400
H/
(A/m)
7
Y1/ 格
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
评
桌号
教 室 基础教学楼 1101
分
实验日期 2016 年 月 日 节
此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读 本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成!
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。
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
4
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)
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 ①将“动态法磁滞回线实验仪”频率输出调节为 100Hz,幅度值适中; ②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 ③用标准信号校准示波器 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:
二、实验仪器
1. 双踪示波器 2.DH4516C 型磁滞回线测量仪
三、实验原理
(一)铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质除了具有高的磁导率外,另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几
个重要概念
1、饱和磁感应强度 BS、饱和磁场强度 HS 和磁化曲线
铁磁材料未被磁化时,H 和 B 均为零。这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场,则 铁磁材料内部的磁场强度 H 与磁感应强度 B 也随之变大,其 B-H 变化曲线如图 1(OS)曲线所 示。到 S 后,B 几乎不随 H 的增大而增大,此时,介质的磁化达到饱和。与 S 对应的 HS 称饱和 磁场强度,相应的 BS 称饱和磁感应强度。我们称曲线 OS 为磁性材料的磁化曲线。
(二)显示和观察两种样品在 25Hz、50Hz、100Hz、150Hz 交流信号下的磁滞回线图形 1、实验准备 1)按图 4 所示的原理线路检查接线连接是否正确 2)逆时针调节“幅度调节”旋钮到底,使信号输出最小。 3)调示波器显示工作方式为 X-Y 方式。示波器 X 输入为 AC 方式,测量采样电阻 R1 的电压
3)换样品 2 重复上述过程 结论: 1、(样品 1)磁滞回线形状与信号频率关系:
。 2、(样品 2)磁滞回线形状与信号频率关系:
。 3、样品 1、样品 2 磁滞回线形状比较:
。 (三)测量 样品 1、2 的矫顽力、饱和磁感应强度 BS、饱和磁场强度 HS 和磁滞回线 (本实验装置使用交变电流,所以每个状态都是经过充分的“磁锻炼”,随时可以获得磁滞 回线。只要调节示波器上 X、Y 轴的灵敏度,调节 R1、R2 的大小,使示波器显示出典型美观的磁 滞回线图形,即可测量矫顽力、饱和磁感应强度 BS、饱和磁场强度 HS。)
Bμ
B
S
B~H
~H HH
f e d
图 1 磁性材料的磁化曲线
图 2 磁滞回线和磁化曲线
2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线
当铁磁质磁化达到饱和后,如果使 H 逐步退到零,B 也逐渐减小,但 B 的减小“跟不 上”H 的减小(B 滞后于 H)。即:其轨迹并不沿原曲线 SO,而是沿另一曲线 Sb 下降。当 H 下 降为零时,B 不为零,而是等于 Br ,说明铁磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。 这种现象叫磁滞现象,Br 叫剩磁。若要完全消除剩磁 Br ,必须加反向磁场,当 B=0 时磁场的值
请在下图中画出样品1的磁滞回线并测量矫顽力HC、饱和磁感应强度BS和饱和磁场强度HS
1、样品1测量数值记录表(信号源频率取100Hz; R1=
R2=
Sx=
Sy=
)
6
表1(参数: L=0.130m,S=×10-4m2,N1=100T,N2=100T C=×10-6F)
序 号
X/ 格 H/
12345678 0
B 值增加缓慢,达到饱和。改变示波器上 X、Y 轴的灵敏度,调节 R1、R2 的大小,使示波器显示 出典型美观的磁滞回线图形。
2)分别观测频率为、、、,不同频率下的磁滞回线形状(注意:由于铁磁材料的磁化状态与 磁化历史有关,磁滞回线又与其起始端点的磁化状态有关。观测每一频率下的磁滞回线前,必 须使幅度值降为零。否则,观测无意义)。
5
U1;示波器 Y 输入为 DC 方式,测量积分电容的电压 Uc。 4)接通示波器和 DH4516C 型动态磁滞回线实验仪电源,适当调节示波器辉度及 X、Y 位移
旋钮使光点居中。 2、显示和观察两种样品的交流信号下的磁滞回线图形(先测量样品 1) 1)单调增加磁化电流,即缓慢顺时针调节“幅度调节”旋钮,使示波器显示的磁化曲线上
图 4 磁滞回线的测量原理图 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
3
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。
Hc 为铁磁质的矫顽力。
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
2
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
1பைடு நூலகம்
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
0
(A/m)
Y/ 格
B/m T
样品 1 基本磁化曲线
8
五、预习题
写出下列物理量的定义: ①饱和磁感应强度 ②饱和磁场强度 ③矫顽力 ④剩磁 ⑤磁滞回线
⑥磁化曲线
9
⑦基本磁化曲线 六、课后题 1、如果示波器上显示的磁滞回线是饱和磁滞回线,当调节 X、Y 电压灵敏度时,磁滞回线 形状是否改变饱和磁感应强度 BS、饱和磁场强度 HS、矫顽力、磁化曲线数值是否改变