实验 基本磁化曲线和动态磁滞回线的测量

5．实验数据记录 • 1) 作B-H基本磁化曲线与μ-H曲线 • 2) 描绘动态磁滞回线并计算样品的BS、Br、HD 参数。 6．思考题 • 1) 为什么要退磁？如果不退磁，对实验结果会 有什么影响？ • 2) 为什么测绘磁滞回线时，励磁电压不宜过高 或过低？
4．实验内容及步骤 • 1) 电路连接：选择样品，按实验仪上所给的电路接 线图连接好线路。令R1＝2.5Ω，置励磁电压U于0位。 UH和UB分别接示波器的“X输入”和“Y输入”，插 孔“⊥”为接地公共端。 • 2) 样品退磁：开启仪器电源开关，对样品进行退磁， 顺时针方向转动电压U的调节旋钮，观察数字电压表 可看到U从0逐渐增加增至最大，然后逆时针方向转 动电压U的调节旋钮，将U逐渐从最大值调为0，这 样做的目的是消除剩磁，确保样品处于磁中性状态， 即B＝H＝0，如图7所示。
式中U2为积分电容C2两端电压，S为样品的截面积。
3．实验ห้องสมุดไป่ตู้器 磁滞回线实验仪、数字万用表、示波器等。
将图5中的U1(UH)和U2(UB)分别加到示波器的 “X输入”和“Y输入”便可观察样品的动态磁滞回 线；接上数字电压表则可以直接测出U1(UH)和 U2(UB)的值，即可绘制出B-H曲线；通过计算可测 定样品的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力HD以 磁导率µ。
图5 实验线路
根据安培环路定律，样品的磁化场强为：
Ni1 N H U1 L LR1
式中N为励磁绕组，R1为励磁电流取样电阻，U1是交 流励磁电压，Ｌ为样品的平均磁路长度。 根据法拉第电磁感应定律，在交变磁场下样品的 磁感应强度B是测量绕组n和R2C2电路给定的：
C 2 R2 B U2 nS
图7 退磁示意图
图8 U2和B的相位差等因素引起的畸变
3) 观察样品在50HZ交流信号下的磁滞回线：开启示 波器电源，调节示波器上“X”、“Y”位移旋钮，使光 点位于坐标网格中心，调节励磁电压U和示波器的X和 Y轴灵敏度，使显示屏上出现大小合适、美观的磁滞 回线图形（若图形顶部出现编织状的小环，如图8所 示，这时可降低U予以消除）。
实验 基本磁化曲线和动态磁滞回线的测量
1．实验目的 1) 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型铁磁物 质的动态磁化特性。 2) 测定样品的基本磁化曲线，并作出μ-H曲线。 3) 测定样品的HD、Br、Bs等参数。 4) 学会用示波器测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。
2．实验原理 1) 磁滞回线
图1 铁磁质起始磁化 曲线和磁滞回线
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材 料分类和选用的主要依据，图4为 常见的两种典型的磁滞回线，其中 软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、 剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变 压器、电机、和交流磁铁的主要材 料。而硬磁材料的磁滞回磁滞回线 较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来 制造永磁体。
图4 不同铁磁材料 的磁滞回线
3) 示波器显示B-H曲线的原理和线路
• 4) 观察基本磁化曲线：按步骤2对样品进行退磁，从U=0 开始，逐渐提高励磁电压，将在显示屏上得到面积由小 到大一个套一个的一蔟磁滞回线。这些磁滞回线顶点的 连线，就是样品的基本磁化曲线，借助长余辉示波器， 便可观察到该曲线的轨迹。 • 5) 测绘基本磁化曲线，并据此描绘μ-H曲线：接通实验 仪的电源，对样品进行退磁后，依次测定 U = 0，0.2， 0.4，0.6…3.0V时的若干组H和B值，作B-H和μ-H曲线。 • 6) 令U = 3.00V，R1＝2.5Ω测定样品的BS、Br、HD等参数： 从已标定好的示波器上读取UX(UH)、UY(UB)值（峰值）， 计算相应的H和B，逐点描绘作B-H曲线。再由磁滞回线 测定样品的BS、Br、HD等参数。
图2 同一铁磁材料的 一簇磁滞回线
图3 铁磁材料µ 与H 关系曲线
当磁场按Hs→O→-HD→-Hs→O→HD→Hs次序变 化，相应的磁感应强度B则沿闭合曲线 SRDS’R’D’S变化，这闭合曲线称为磁滞回线。 2) 磁化曲线 当初始态为H＝B＝0的铁磁材料，在交变磁 场强度由弱到强依次进行磁化，可以得到面积 由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，其中最大 面积的磁滞回线称为极限磁滞回线，如图2所示， 这些磁滞回线顶点的连线称为铁磁材料的基本 磁化曲线，由此可近似确定其磁导率μ=B/H，因 B与H非线性，故铁磁材料的μ不是常数而是随H 而变化（如图3所示）