磁性材料铁氧体的磁滞回线测量
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:1. 电力系统:在电力系统中,磁滞回线测试可以帮助优化变压器和电感器的设计。
通过测试材料的磁滞回线特性,可以评估其合适的工作状态和性能,从而提高设备的效率和可靠性。
2. 材料科学:在材料科学领域,磁滞回线测试可以用来研究材料的磁性特性。
通过对不同材料的磁滞回线进行比较和分析,可以了解材料的磁滞性能和磁化潜力,为新材料的研发提供依据。
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。
3. 矫顽力:磁滞回线中的一个特征点,即退磁点,表示了磁场逐渐减小时材料需要的磁场强度。
矫顽力越大,说明材料越难退磁。
四、数据分析和讨论:通过实验测量的磁滞回线数据,我们可以对该磁性材料的性质和行为进行一些分析和讨论。
磁滞回线的饱和磁感应强度可以告诉我们材料的磁性能。
当外加磁场的强度超过一定值时,材料将达到饱和,不再对外加磁场变化做出响应。
磁滞回线实验讲义(用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞曲线)
41 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线铁磁材料应用广泛,从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料的主要特征。
根据磁滞回线的不同,可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于矫顽磁力Hc 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力大(大于102A/m),因而磁化后,其磁感应强度可长久保持,适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄,矫顽磁力Hc一般小于102A/m,但其磁导率和饱和磁感强度大,容易磁化和去磁,故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线,以加深对材料磁特性的认识。
【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、学会用示波器法观测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B s、剩磁B r和矫顽力H c的数值。
4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别。
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】DH4516N型动态磁滞回线测试仪,示波器。
【实验原理】1、磁化曲线如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质,则磁场将明显增强,此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍,甚至在千倍以上。
铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系:B=μH对于铁磁物质而言,磁导率μ并非常数,而是随H的变化而改变的物理量,即μ=ƒ(H),为非线性函数。
所以如图1所示,B与H也是非线性关系。
铁磁材料的磁化过程为:其未被磁化时的状态称为去磁状态,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所示。
但当H增加到一定值(H s)后,B几乎不再随H的增加而增加,说明磁化已达饱和,从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。
磁滞回线实验-实验说明
研究铁磁材料的 磁滞回线和基本的磁化曲线磁性材料应用广泛,从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存贮用的磁带、磁盘等都采用磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。
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的基本测绘方法,而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。
铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于矫顽磁力C H 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力大(达m /A 102~1204×以上),因而磁化后,其磁感应强度可长久保持,适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄,矫顽磁力C H 一般小于m /A 120,但其磁导率和饱和磁感强度大,容易磁化和去磁,故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性,也是设计电磁机构作仪表的重要依据之一。
【实验目的】1.认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
2.测定样品的基本磁化曲线,作H ~µ曲线。
3.测定样品的C H 、r B 、m B (m m B H •)等参数。
4.测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。
【实验原理】铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材料。
铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物(铁氧体)均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率µ很高。
另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。
图1中的原点0表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即0H B ==,当磁场H 从零开始增加时,磁感应强度B 随之缓慢上升,如线段oa 所示,继之B 随H 迅速增长,如ab 所示,其后B 的增长又趋缓慢,并当H 增至S H 时,B 到达饱和值S B ,oabs 称为起始磁化曲线。
图1表明,当磁场从S H 逐渐减小至零,磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点,而是沿另一条新的曲线SR 下降,比较线段OS 和SR 可知,H 减小B 相应也减小,但B 的变化滞后于H 的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当0H =时,B 不为零,而保留剩磁r B 。
用示波器观察铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线
实验23 用示波器观察铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线磁性材料应用十分广泛,从永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等材料都采用磁性材料。
基本磁化曲线和磁滞回线反映了磁性材料的主要特征。
通过实验研究这些性质不仅可以掌握用示波器观察、测量磁化曲线和磁滞回线的基本方法,而且还可以从理论和实际应用上加深对磁性材料磁特性的认识。
铁、钴、镍及其众多合金,以及含铁的氧化物(铁氧体)均属铁磁材料。
铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于剩磁B r 和矫顽力H c 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁、矫顽力大(达120~20000A/m 以上),因而磁化后,其磁感应强度可长久保留,适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄,矫顽力H c 一般小于120A/m ,但磁导率和饱和磁感应强度大,容易磁化和去磁,因而广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性,也是设计电磁机构和仪表的重要依据之一。
本实验采用动态法测量磁滞回线。
需要说明的是,用动态法测量的磁滞回线与静态磁滞回线是不同的,动态测量时除了磁滞损耗还有涡流损耗,因此动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积大一些。
另外涡流损耗还与交变磁场的频率有关,所以测量的电源频率不同,得到的B —H 曲线是不同的,这可以在实验中清楚地从示波器上观察到。
【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。
【实验原理】 1、磁化曲线。
如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质,则磁场将明显增强,此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍,甚至千倍以上。
铁磁物质内部的磁场强度H 与磁感应强度B 有如下的关系:H B μ=图23—1 磁化曲线和μ—H 曲线 图23—2 起始磁化曲线与磁滞回线–对于铁磁物质而言,磁导率μ并非常数,而是随H 的变化而变化的物理量,即μ=f (H ),为非线性函数。
磁滞回线实验报告精选全文完整版
〖实验三十〗用示波器观测动态磁滞回线〖目的要求〗1、学习使用示波器对动态磁滞回线进行观察和测量,了解磁感应强度和磁场强度的测量方法;2、学习应用RC 积分电路;3、了解铁磁性材料的动态磁化特性。
〖仪器用具〗动态磁滞回线测量仪(包括正弦波信号源、待测铁磁样品及绕组、积分电路所用的电阻和电容),双踪读出示波器,直流电源,数字多用表,滑线变阻器。
〖实验原理〗1、铁磁材料的磁化特性把物体放在外磁场H 中,物体就会被磁化,其内部产生磁场。
设其内部磁化强度为M ,磁感应强度为B ,可以定义磁化率m χ和相对磁导率r μ表征物质被磁化的难易程度:0m r M H B Hχμμ==物质的磁性按磁化率m χ可以分为抗磁性、顺磁性和铁磁性三种。
抗磁性物质的磁化率为负值,通常在5610~10--的量级,且几乎不随温度变化;顺磁性物质的磁化率通常为2410~10--之间,且随温度线性增大;而铁磁性物质的磁化率通常远大于1,且随温度增高而变小。
除了磁导率高以外,铁磁材料还具有特殊的磁化规律。
对一个处于磁中性状态(H=0且B=0)的铁磁材料加上由小变大的磁场H 进行磁化时,磁感应强度B 随H 的变化曲线称为起始磁化曲线,它大致分为三个阶段:①可逆磁化阶段,当H 很小的时候,B 随H 变化可逆,见图中OA 段,若减小H ,B 会沿AO返回至原点;②不可逆磁化阶段,见图中AS 段,若减小H ,B 不会沿SA 返回(比如当磁场从D 点的D H 减小到D H H -∆,再从D H H -∆增大到D H ,B-H 轨迹会是图中点线所示的回线样式);③饱和磁化阶段,见图中SC 段,在S 点材料已经被磁化至饱和状态,继续增大H ,磁化强度M 不再增大,由于0(M H)βμ=+,B 会随H 线性增大,但增量极小。
图中S H 和S B 表示M 刚刚达到饱和值时的H 和B 的值,分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度。
如果将铁磁材料磁化到饱和状态(图中S 点)后再减小磁场H ,那么磁感应强度B 会随H 减小而减小,但并不沿起始磁化曲线SAO 减小,而会沿着SP 这条更缓慢的曲线减小。
实验38 磁性材料磁滞回线测定
大学物理实验教案实验名称:磁性材料磁滞回线测定1 实验目的1)了解用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法;2)了解磁性材料的基本磁化特性;3)掌握磁化曲线和磁滞回线的测量方法;4)进一步熟悉数字示波器的使用。
2 实验仪器DM-1型磁滞回线测试仪 数字示波器 微型计算机3 实验原理磁性材料在工程、电力、信息、交通等领域有着广泛的应用,测定磁滞回线是电磁学中的一个重要内容,是研究和应用磁性材料最有效的方法之一。
铁磁物质具有保持原先磁化状态的性质,铁磁体在反复磁化的过程中,它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度,这种现象叫磁滞。
这是铁磁物质的一个重要特征。
铁磁材料被磁化后,磁场强度H 减小时,磁感应强度B 的不沿原曲线变化,当磁场强度H 减少到零时,磁感应强度B 仍保留一定的数值,这称之为剩磁r B 。
继续减小磁场强度H ,当H 达到某一负值时,磁感应强度B 变为零,此时的磁场强度H 称为矫顽力C H 。
在磁场中,铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示。
当磁化磁场作周期的变化时,铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线,这条闭合线叫做磁滞回线(如图38-1所示),它表示铁磁材料的一个基本特征。
它的形状、大小,均有一定的实用意义。
比如材料的磁滞损耗就与回线面积成正比磁滞回线所包围的面积表示在铁磁物质通过一个磁化循环过程中所消耗的能量,叫做磁滞损耗。
当从初始状态H =0、B =0开始改变磁场强度H ,在磁场强度H 从小到大的单调增加过程中,不同磁化电流所对应的磁滞回线正顶点的连线叫基本磁化曲线。
退磁方法,从理论上分析,要消除剩磁r B ,只要通一反向电流,使外加磁场刚好等于铁磁材料的矫顽力C H 就可以了,但是通常不知道矫顽力C H 的大小,所以无法确定所通反向电流的大小。
我们可以从磁滞回线中得到启示,如果是铁磁材料磁化达到饱和,然后不断改变磁化电流的方向,与此同时逐渐减小磁化电流,一直减小到零,这样就可以达到退磁的目的。
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 CN2SRil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RC2N2S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。
2)测虽比较/ = 50Hz和f = 150Hz时的和九。
3)取R] = 2.0Q… f = 50Hz励磁电流幅值/桝=0.2A、积分常数分别为03秒,0.05秒和0.5秒时,观察并画出其李萨如图形的示童图。
2.观测铁氧体的基本磁化曲线.1)取Ra = 2.0Q. R2 = 50kQ, C = lO.O/xF. f = lOOIIz.让H从0到耳单调变化.画出基本磁化曲线。
软磁铁氧体测量涉及的相关标准
软磁铁氧体测量涉及的相关标准软磁铁氧体测量涉及的相关标准在软磁铁氧体领域,测量是至关重要的一环。
正确的测量方法可以确保产品质量,提高生产效率,而相关标准则是保证准确性和可比性的重要依据。
本文将从深度和广度两个方面探讨软磁铁氧体测量涉及的相关标准,希望能够使读者对这一话题有一个全面而深入的了解。
一、相关标准的概述软磁铁氧体作为一种重要的磁性材料,在电子、通信、汽车、医疗等领域有着广泛的应用。
而软磁铁氧体的性能直接影响到了整个产品的质量和性能,因此对其进行准确的测量显得尤为重要。
国际上关于软磁铁氧体测量的标准主要有IEC和ASTM等。
1. IEC标准国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,简称IEC)是国际上电工电子领域最权威的标准制定和认证机构之一,其制定的标准被广泛应用于软磁铁氧体的测量。
IEC标准主要涉及到软磁铁氧体的磁性能、磁化曲线、频率特性等方面的测量方法和要求。
2. ASTM标准美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials,简称ASTM)是一个国际性的标准制定组织,其标准被广泛用于材料和工程领域。
ASTM标准与IEC标准类似,也包含了软磁铁氧体磁性能的测量方法和要求,同时还涉及了材料的化学成分、力学性能等方面的评定标准。
二、软磁铁氧体测量的具体内容软磁铁氧体测量的具体内容包括磁化曲线测量、磁滞回线测量、磁导率测量等多个方面。
这些测量内容既有各自独特的特点,又相互关联,需要根据具体产品的要求进行综合应用。
1. 磁化曲线测量软磁铁氧体的磁化曲线是衡量其磁性能的重要指标之一。
通过测量样品在外加磁场下的磁化特性,可以得到其饱和磁感应强度、剩磁、矫顽力等参数,进而评估材料的磁性能。
2. 磁滞回线测量磁滞回线是软磁铁氧体在磁化过程中的磁化特性曲线,是衡量其磁滞损耗和剩磁特性的重要依据。
铁磁材料动态磁滞回线实验
动态磁滞回线实验预习题1、磁性材料的分类?什么是动态磁滞回线?2、硬磁材料的交流磁滞回线与软磁材料的交流磁滞回线有何区别?磁性材料在通讯、计算机和信息存储、电力、电子仪器、交通工具等领域有着十分广泛的应用。
磁化曲线和磁滞回线反映磁性材料在外磁场作用下的磁化特性,根据材料的不同磁特性,可以用于电动机、变压器、电感、电磁铁、永久磁铁、磁记忆元件等。
铁磁材料分为硬磁和软磁两类。
硬磁材料(如模具钢)的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力较大(120-20000安/米,甚至更高),因而磁化后,它的磁感应强度能保持,适宜制作永久磁铁。
软磁材料(如铁氧体)的磁滞回线窄,矫顽磁力小(一般小于120安/米),但它的磁导率和饱和磁感应强度大,容易磁化和去磁,故常用于制造电机、变压器和电磁铁。
可见,铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是该材料的重要特性,也是设计电磁机构或仪表的依据之一。
动态磁滞回线是磁性材料的交流磁特性,其在工业中有重要应用,因为交流电动机、变压器的铁芯都是在交流状态下使用的。
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的测绘方法,而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。
一.实验目的1. 了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念,加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2. 用示波器测量软磁材料(软磁铁氧体)的磁滞回线和基本磁化曲线,求该材料的饱和磁感应强度Bm、剩磁Br和矫顽力Hc。
3. 学习示波器的X轴和Y轴用于测量交流电压时,各自分度值的校准。
4. 用示波器显示硬铁磁材料(模具钢)的交流磁滞回线,并与软磁材料进行比较。
5. 学习精确测量电阻和电容的实验方法,测量不同阻值电阻和未知电容。
6. 学习用计算机测量磁性材料动态磁滞回线和磁化曲线的方法。
(选配计算机接口后完成)二. 实验原理1、铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质的磁化过程很复杂,这主要是由于它具有磁性的原因。
一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。
铁磁质动态磁滞回线的测试解析
铁磁质动态磁滞回线的测试 一.实验目的1.学会如何用示波器变相地测量非电压量的方法2.了解用示波法测铁磁物质动态磁滞回线的基本原理3.了解磁性材料的特性 二.实验原理 1.铁磁质和磁滞在磁场的作用下,能发变化并能反过来影响磁场的媒质叫做磁介质,磁介质按其磁特性可分为铁磁质和非铁磁质(包括顺磁质和抗磁质)。
工艺技术上广泛应用的磁性材料主要是铁磁性材料,铁,钴,镍及其许多合金以及含铁的氧化物(铁氧体)都属于铁磁质。
磁化性能(或磁化规律)是指M 与B 之间的依从关系。
由于M U B H-=0也可以说磁化性能是指M 与H 的关系或B与H的关系。
实验易于测量B和H,所以我们用实验来研究B与H的关系。
(图8-1)是一个典型的磁化曲线,表示磁化过程中磁化强度与磁场的变化关系。
OS表示对于未磁化的样品施加磁场H,随H增加磁化强度不断增加,当H增加到HS(称为饱和磁场强度)时磁化强度达到饱和强度M S,曲线OS称为起始磁化曲线。
这条曲线的显著特点是它的非线性。
达到饱和以后,再减小磁场,磁化强度并不是可逆地沿原始的磁化曲线下降,而是沿着图中SR变化,与起始磁化曲线并不重合在R点磁场已减为零,但磁化强度并没有消失。
比较曲线OS段与SR段可知,虽然H减少时B也随时减少,但是B的减少“跟不上”H的减少,这种现象叫做磁滞(磁性滞后),B R称为剩磁。
当磁场沿相反方向增加-H C到时,磁化才变为零,H C称为矫顽力。
继续增加反向磁场到-H S可以使磁化强度将完成如图所示的回线SRCS’R’C’S,称为磁滞回线,上面的磁滞回线是令H从饱和磁化强度H S出发得到的,实际上,从起始磁化曲线上的任一点M(H M<H S)开始减少磁场强度,都可得到一个磁滞回线,对同一个铁磁质存在无数个磁滞回线,如图(8-2)所示。
但是如果从起始磁化曲线上H值大于H S的一点(如图的N点)出发,减小H时,则磁化状态将先沿起始磁化曲线退到S然后沿磁滞回线上半段到S’,再沿反向的起始磁化曲线到N’,再沿同一曲线退回S’,再沿磁滞回线下半段S’S到S,最后回到N。
铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的实验报告
铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线【实验目的】1认识铁磁物质的磁化规律比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
2测定样品的基本磁化曲线作H 曲线。
3测定样品的Hc、Br、Bm和Hm�6�1Bm等参数。
4测绘样品的磁滞回线。
【实验原理】1起始磁化曲线和磁滞回线铁磁物质是一种性能特异用途广泛的材料。
铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物铁氧体均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化故磁导率很高。
另一特征是磁滞即磁化场作用停止后铁磁质仍保留磁化状态图2-1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。
图2-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线图2-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态即BH0当磁场H从零开始增加时磁感应强度B随之缓慢上升如线段Oa所示继之B随H迅速增长如ab所示其后B的增长又趋缓慢并当H增至Hm时B到达饱和值BmOabs称为起始磁化曲线。
图2-1表明当磁场从Hm逐渐减小至零磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点而是沿另一条新的曲线SR下降比较线段OS和SR可知H减少B相应也减小但B 的变化滞后于H的变化这现象称为磁滞磁滞的明显特征是当H0时B 不为零而保留剩磁Br。
当磁场反向从0逐渐变至Hc时磁感应强度B消失说明要消除剩磁必须施加反向磁场Hc称为矫顽力它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力线段RD称为退磁曲线。
图2-1还表示当磁场按Hm→0→Hc→-Hm→0→Hc→Hm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。
所以当铁磁材料处于交变磁场中时如变压器中的铁心将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。
在此过程中要消耗额外的能量并以热的形式从铁磁材料中释放这种损耗称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。
2基本磁化曲线应该说明当初始态为HB0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如图2-2所示这些磁滞回线顶点A1、A2、A3、…的连线为铁磁材料的基本磁化曲线由此可近似确定其磁导率因B与H非线性故铁磁材料的不是常数而是随H而变化如图2-3所示。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告实验的第一部分,我们得先明确铁磁材料的基本概念。
铁磁材料能在外磁场作用下,形成稳定的磁性。
你知道吗?这就是为什么铁钉能吸引铁屑的原因。
实验中,我们使用的是一种常见的铁磁材料,像铁氧体或硅钢片。
通过施加不同强度的外磁场,材料的磁性会发生变化,最终形成一条独特的曲线。
这个过程就像一场舞蹈,材料在外部刺激下,展现出它的“个性”。
接着,进入到实验的具体步骤。
首先,我们把样品放入测试装置。
然后,逐步增加外部磁场的强度。
随着外场强度的增强,材料的磁性逐渐增强,形成了磁化过程。
到了某个临界点,磁性不再增强,似乎是遇到了瓶颈。
这时,咱们要测量一下,记录下这个“转折点”的磁场强度,心里别提多兴奋了!而在反向施加外磁场时,情况就变得有趣了。
磁性逐渐减弱,然后出现了滞后现象。
这种滞后特性,就是所谓的磁滞回线。
我们会发现,这条回线与之前的磁化曲线形成了一个闭合的环。
这种现象不仅让我们看到了材料的记忆效应,更让我们感受到材料的复杂性和奇妙之处。
然后,再深入一些,咱们得讨论一些专业术语。
磁滞损耗,这个名词听起来有点复杂,其实它指的就是在磁场变化过程中,材料吸收的能量损失。
很直观地说,就是材料在不断变化的磁场中,有些能量会“跑掉”。
这就像我们在熬夜时,虽说努力学习,但总有点效率低下,没能全部吸收知识。
接下来的部分,咱们需要把数据整理出来。
将不同强度下的磁感应强度和外磁场强度绘制成图,最终得出一个清晰的磁滞回线。
你看,这就像画一幅画,每一笔每一划都很重要。
这幅图不仅让人一目了然,更是研究磁性材料的重要依据。
然后,咱们再来聊聊应用。
磁滞回线不仅在科学研究中有用,实际上在很多工业应用中也能见到它的身影。
比如说,变压器和电动机的设计,就需要充分考虑到这种特性。
好的设计能够减少能量损失,提高效率,真是一举两得。
最后,咱们总结一下。
这次实验不仅让我们深入了解了铁磁材料的行为,更重要的是,让我们体会到了实验的乐趣。
实验4-7动态磁滞回线和磁化曲线的测量动态磁滞回线和磁化曲线的测量
实验4-7动态磁滞回线和磁化曲线的测量动态磁滞回线和磁化曲线的测量指南预习指南铁磁材料包括铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物(铁氧体),在外磁场的作用下,能被强烈磁化,磁导率很高并随磁场变化,当外磁场撤掉以后,铁磁材料仍具有一定的磁性,磁化规律复杂。
铁磁材料具有的这种保持原定磁化状态的性质称为磁滞。
研究铁磁材料的磁化规律,一般是通过测量磁化场的磁场强度H与磁感应强度B之间的关系来进行的。
实验中要了解示波器显示和观察动态磁滞回线的原理与方法,掌握测绘铁磁材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的原理与方法,学会根据磁滞回线确定铁磁材料的矫顽力、剩磁、饱和磁感应强度、磁滞损耗等磁化参数,学习测量磁性材料磁导率的一种方法,理解铁磁材料的磁化规律和主要特性。
该实验是一个综合物理实验,难度系数:1.00,适合自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程、数学、信息、车辆工程、安全、计算机等专业以及对近代物理理论和实验感兴趣的同学选做。
实验内容1、线路连接选择测试样品,正确连接实验线路(实验室已连接好,只需选择好待测样品即可),调整好双踪示波器。
2、观测样品的磁滞回线(1)退磁。
顺时针方向转动励磁电压旋钮,使其从0V 增加到3V,再逆时针方向转动电压旋钮,从3V 降至0,消除剩磁,使样品处于磁中性状态。
(2)观察磁滞回线。
调节示波器各旋钮使光点处于坐标原点,选择Ω=5.21R ,励磁电压选取一个合适的值,调节示波器的X 轴和Y 轴灵敏度,使屏幕上显示大小合适的磁滞回线.若出现畸变,可适当降低励磁电压.(3)测绘磁滞回线。
使用智能磁滞回线测试仪采集B 和H 的数据,并记录磁滞损耗[]BH 和40组左右的B 、H 数据,注意在磁滞回线顶点、剩磁与矫顽力附近读取数据点间隔稍微密集一些。
用坐标纸或计算机绘出磁滞回线,从所绘制的磁滞回线上读取m B 、m H 、c H 。
铁磁材料磁滞回线和磁化曲线的测量
实验铁磁材料磁滞回线和磁化曲线的测量在交通、通讯、航天、自动化仪表等领域中,大量应用各种特性的铁磁材料。
常用的铁磁材料多数是铁和其它金属元素或非金属元素组成的合金以及某些包含铁的氧化物(铁氧体)。
铁磁材料的主要特性是磁导率卩非常高,在同样的磁场强度下铁磁材料中磁感应强度要比真空或弱磁材料中的大几百至上万倍。
磁滞回线和磁化曲线表征了磁性材料的基本磁化规律,反映了磁性材料的基本磁参数,对铁磁材料的应用和研制具有重要意义。
本实验利用交变励磁电流产生磁化场对不同性能的铁磁材料进行磁化,通过单片机采集实验数据,测绘磁滞回线和磁化曲线,研究铁磁材料的磁化性质。
实验目的1、了解用示波器显示和观察动态磁滞回线的原理和方法。
2、掌握测绘铁磁材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的原理和方法,加深对铁磁材料磁化规律的理解。
3、学会根据磁滞回线确定矫顽力He、剩余磁感应强度Br、饱和磁感应强度Bm、磁滞损耗[BH]等磁化参数。
4、学习测量磁性材料磁导率丄的一种方法,并测绘铁磁材料的J— H曲线,了解铁磁材料的主要特性。
实验仪器TH —MHC型磁滞回线实验仪,智能磁滞回线测试仪,双踪示波器等。
实验原理1、铁磁材料的磁化特性及磁导率1)初始磁化曲线和磁滞回线研究铁磁材料的磁化规律,一般是通过测量磁化场的磁场强度H与磁感应强度B之间的关系来进行的。
铁磁材料的磁化过程非常复杂,B与H之间的关系如图1所示。
当铁磁材料从未磁化状态(H=0且B=0)开始磁化时,B随H的增加而非线性增加。
当H 增大到一定值Hm后,B增加十分缓慢或基本不再增加,这时磁化达到饱和状态,称为磁饱和。
达到磁饱和时的Hm和Bm分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度(对应图1中Q点)。
B~H曲线OabQ称为初始磁化曲线。
当使H从Q点减小时,B 也随之减小,但不沿原曲线返回,而是沿另一曲线QRD下降。
当H 逐步较小至0时,B 不为0,而是Br,说明铁磁材料中仍然保留一定的磁性,这种现象称为磁滞效应;Br称为剩余磁感应强度,简称剩磁。
磁性材料磁滞回线测定
磁性材料磁滞回线测定磁滞回线是用来描述磁性材料磁化特性的重要参数之一、它指的是当一个磁性物质经历一次完整的从正饱和磁化到负饱和磁化的过程后,再经历一次从负饱和磁化到正饱和磁化的过程时,所形成的曲线。
磁滞回线可以用来表征磁性材料的磁滞特性和能量损耗,它对于磁记录材料、磁记录头、电机、变压器、电感器等电磁器件的设计和应用具有重要意义。
磁滞回线测定是通过测量磁感应强度与磁场强度的关系来确定磁滞回线。
测定磁滞回线的方法主要有物理方法和化学方法两种。
物理方法主要是基于磁感应强度和磁场强度之间的非线性关系进行测量。
其中之一常用的方法是霍尔磁滞回线法。
该方法是利用霍尔效应的原理,通过在磁场中测量材料中的霍尔电压来确定磁滞回线。
霍尔磁滞回线法具有测量范围广、测量精确度高等优点。
化学方法主要是利用化学反应来测定磁滞回线。
其中之一常用的方法是电化学磁滞回线法。
该方法是通过测量电极在磁场中的电流响应来确定磁滞回线。
电化学磁滞回线法具有测量速度快、测量精确度高等优点。
除了上述的常用方法外,还有其他一些特殊的方法如交变磁滞回线法、恒温恒磁磁滞回线法等。
交变磁滞回线法是利用交变磁场来测定磁滞回线,它能够更加真实地反映出磁性材料的磁化特性。
恒温恒磁磁滞回线法是在恒定温度和恒定磁场条件下进行磁滞回线测定,可以消除温度和磁场对测定结果的影响。
磁滞回线测定的过程中需要注意一些问题。
首先,测定时要保持恒定的温度和磁场条件,以确保测定结果的准确性。
其次,对于不同的磁性材料,需要选择合适的测量方法和参数,以获得最佳的测量结果。
此外,在数据处理过程中,还需要考虑噪声和漂移等因素对测定结果的影响,进行适当的处理和修正。
总之,磁滞回线测定是研究磁性材料磁化特性的重要手段,它对于磁性材料的设计和应用具有重要意义。
通过选择合适的测量方法和参数,可以获得准确可靠的测定结果,为磁性材料的研究和应用提供有力支持。
材料磁性性能实验报告
实验目的:1. 研究磁性材料的磁性能,包括磁滞回线、磁能积、剩磁密度等。
2. 探究不同磁性材料在相同条件下的磁性能差异。
3. 分析实验数据,为磁性材料的应用提供参考。
实验材料:1. 钕铁硼永磁材料2. 铁氧体永磁材料3. 石墨烯基磁性纳米复合材料4. Fe-Cr-Si-B-C合金粉末实验仪器:1. 磁滞回线测量仪2. 扫描电镜3. 粉末衍射仪4. 热分析仪实验方法:1. 测量不同磁性材料的磁滞回线,分析其磁性能。
2. 测量不同磁性材料的磁能积、剩磁密度等参数。
3. 利用扫描电镜、粉末衍射仪等手段分析材料的微观结构和成分。
4. 对比不同磁性材料的磁性能,分析其优缺点。
实验结果与分析:1. 钕铁硼永磁材料:钕铁硼永磁材料具有高剩磁密度、高矫顽力和高磁能积的优点,是迄今为止磁性最强的永磁材料。
其磁滞回线呈矩形,磁性能稳定。
2. 铁氧体永磁材料:铁氧体永磁材料的磁性能相对较弱,磁滞回线呈椭圆形,磁性能受温度影响较大。
3. 石墨烯基磁性纳米复合材料:石墨烯基磁性纳米复合材料具有良好的磁性能,其磁滞回线呈矩形,磁性能稳定。
同时,石墨烯的加入提高了材料的导电性能和机械强度。
4. Fe-Cr-Si-B-C合金粉末: Fe-Cr-Si-B-C合金粉末具有良好的软磁性能,磁滞回线呈圆形,磁性能受温度影响较小。
结论:1. 钕铁硼永磁材料是目前磁性最强的永磁材料,适用于对磁性能要求较高的领域。
2. 铁氧体永磁材料适用于对磁性能要求较低的领域。
3. 石墨烯基磁性纳米复合材料具有良好的磁性能和综合性能,具有广阔的应用前景。
4. Fe-Cr-Si-B-C合金粉末具有良好的软磁性能,适用于对磁性能要求不高的领域。
建议:1. 针对不同应用领域,选择合适的磁性材料。
2. 进一步研究新型磁性材料,提高其磁性能和综合性能。
3. 探究磁性材料在不同温度、湿度等环境条件下的性能变化,为磁性材料的应用提供更全面的参考。
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磁性材料铁氧体的磁滞回线测量随着科技的高速发展,磁性材料的应用越来越引起人们的重视,磁性材料在科技的进步和快速发展起着至关重要的作用,对磁性材料的研究也取得一定程度的进展。
而交流磁滞回线也是磁性材料的非常重要的性能之一。
本实验使用交流磁滞回线测量仪进行测量,并通过LABVIEW和MATLAB自动绘图和数据处理,分析了不同频率下的磁滞回线形貌,并讨论了频率与各特征参数之间的关系。
关键词:磁滞回线,磁感应强度,磁化,频率第一章绪论1.1 软磁材料概述软磁材料是指矫顽力低(Hc<1000A/m)、磁导率高、磁滞损耗小、磁感应强度大及在外磁场下易磁化和退磁的一类磁性材料。
主要有金属软磁材料及铁氧体软磁材料等类型。
其中软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,在磁场中可以反复磁化,当外电场去掉以后获得的磁性便会全部或大部分消失。
采用粉末冶金方法生产。
软磁材料的应用十分广泛,在电领域、信息化领域、汽车领域和其他配套领域都有应用,同时将软磁材料作为电子元器件生产的主要原材料的需求最为突出。
近年来,软磁材料的市场需求逐步增加,在磁性材料行业中的发展受到人们的更加关注。
1.2磁化过程我们知道磁性产品性能的好坏主要由磁心部分决定,关键看该软磁材料在实际应用条件下的磁性能。
要知道磁性能的详细信息,当然需要我们对磁滞回线的测量,通过磁滞回线图可以得到磁材料性能的各项参数,如矫顽力、饱和磁感应强度、剩磁等,只有这些参数才能进行最佳的设计。
磁性体的内部具有磁畴,就像众多的小磁铁一样混乱排列,整体对外没有磁性。
在外加磁场的作用下,磁矩会向外加磁场方向转动,从而沿外场方向有序排列,对外显示磁性,这时便被磁化了。
多数磁化曲线表明,整个磁化过程是通过畴壁的位移和磁畴的转动来实现的。
磁性体在变化的磁场作用下,随着磁场的增大,磁性体的磁化强度随之增大的过程称为磁化过程。
当铁磁性材料在交变磁场作用时,铁磁铁被周期性地反复磁化而得到的磁滞回线称为动态磁滞回线。
如果是在交变磁场的作用下,由于交变磁场不断快速变化,使其磁化状态的改变在时间上落后于交变磁场的变化,所以任何一个趋于稳定的磁化状态建立都要经过一定的时间以后才能完成。
因此,铁磁体在交变磁场中的动态磁化过程需要考虑磁化的时间效应,此外在动态磁化过程中,磁化强度会向能量极小的方向运动,一方面以磁场方向为轴作进动,另一方面逐渐转向外磁场方向,这便是磁化的动力学问题。
1.3磁滞回线的测量磁滞回线的测量方法有多种,实验室常用的方法有电子积分法和示波器法,这两种方法都需要实验室的硬件设备支持,包括电子积分电路和示波器等。
随着计算机的广泛应用, 可以通过选用适当的软件的程序操作代替原有的硬件设备, 将可以降低测量成本, 并使实验操作简单。
本文在实验过程中利用Labview 图形化平台和数据分析处理功能实现磁滞回线测量的自动测绘,并不再使用示波器观测磁化曲线和磁滞回线。
由数据采集仪连接交流磁滞回线测量仪器和计算机,用Labview采集的数据通过Matlab 编程并作图得以观测磁性材料的各项磁性特征。
可以让我们得到精准的数据采集结果和解决庞大的数据运算过程。
第二章基本原理1.1磁滞回线如图,为典型的磁滞回线,0点为磁中性状态,即磁性体处于H=M=0状态,当外磁场H从0逐渐增加时,磁化强度M将沿着OAB曲线增加,直至达到磁饱和状态B点,此后再增加外场H,磁化状态基本保持不变,如BC水平直线,此时饱和磁化强度值Ms,对应磁场强度H用HS表示。
OAB曲线称为起始磁化曲线。
当磁性材料磁化达到饱和后,将磁场H降低到0,在此过程中,磁化强度并不是原路返回,而是沿着BDE曲线变化,而H=0时,M≠0,而是保持一定的磁性Mr,即为剩磁,并将该过程称为剩余磁化。
这种现象就叫磁滞现象。
它是由于铁磁体的不可逆磁化造成的。
继续将外场H反向增加,才能使M降低到0,所需要的反向磁场-HCM,称为内禀矫顽力。
此后使反向磁化场减小到零,然后又沿正方向增加。
磁化状态将沿曲线EGB回到正向饱和磁化状态B。
如图,当磁场按HS→0→-HcM→-HS→0→HCM→HS次序变化时,相应的磁化强度M将沿着闭合曲线CBDEGC变化,把这条闭合曲线称之为磁滞回线。
在如上描述的循环过程中,要消耗额外的能量,它们将以热的形式从磁性体中散发,这种损耗称为磁滞损耗,已经证明,一次循环过程中的磁滞损耗和磁滞回线所围面积成正比。
另外,当磁场强度H的最大值由Array弱到强依次进行磁化时,会得到如图2所示面积逐渐向外扩大的一簇磁滞回线,把这些磁滞回线的顶点连接起来所得到的曲线称为动态磁化曲线,通过它可以近似确定磁导率μm=B/(u0H)。
同时磁化曲线和磁滞回线也是是铁磁材料分类和选用的主要依据。
图同一铁磁材料的一簇磁滞回线1.2 动态磁性参数表征动态磁化特性的重要动态磁性参数:复数磁导率、品质因数Q 值、材料的损耗因子tg δ和材料的uQ 积。
1.2.1 复数磁导率数学表达式可以写成: u ̃=u −iu ,其中u =u m cosδ, u =u m sinδ。
复数磁导率u ̃的表达式清晰的说明了动态磁化过程中,在磁性材料内,不仅有磁能的储存,即含u 的部分,还含有磁能的损耗,即含u 的部分。
因此复数磁导率的实部又称之为弹性磁导率,它就相当于在静态磁化过程中的磁导率,它代表了单位体积铁磁体在动态磁化时的磁能储存量,大小为12u 0u H 2;复数磁导率的虚部u 又称之为粘滞性磁导率,它代表单位体积内的铁磁体在交变磁场中每被磁化一周的磁能损耗,其大小为πu 0u H m 2;同时B 落后于H 是由于损耗引起的,所以B 落后于H 的相位角δ又叫做损耗角。
1.2.2 品质因数Q 值为了表达软磁材料的磁导率和损耗性能而引入了品质因数Q 值,对于环形样品的等效电路来说,Q 值所表示的物理意义是,软磁材料在交流磁化时,能图 铁磁材料与H 的关系 图 不同材料的磁滞回线量的储存和能量的损耗之比,Q=2πW LW R =ωLR=uu。
即Q值就等于复数磁导率的实部和虚部之比。
1.2.3 材料的损耗因子tgδ损耗因子tgδ,可以由复数磁导率u和u来进行定义,tgδ=u m sinδu m cosδ,显然tgδ与Q值之间有如下关系:tgδ=1Q 或者Q=1tgδ。
可见,磁性材料的损耗因子tgδ表示材料在交流磁化过程中,能量的储存和损耗的比值,反映了磁性材料的磁损耗的性能,是表示交流磁特性的重要动态参数。
它可以通过用交流电桥、Q表进行测量相位差δ或者测量磁损耗求出。
1.2.4 材料的uQ积对于软磁材料人们总是希望材料的Q值越高越好,同时要求u值越大越好。
所以,我们用u Q乘积来表示软磁材料的技术指示,或者tgδ/Q来表示。
tgδu =1u Q,并把tgδ/Q叫作材料的比损耗系数,反映软磁材料的相对损耗大小。
它随材料的使用频率的不同而变化。
1.3测量原理测量动态回线的方法有示波器法、铁磁仪法和采样法等,这些方法的测量原理都大致相同,其中示波器法是利用阴极射线示波器直接显示交流回线。
本实验采用的是交流磁滞回线测量仪进行测量,将测量所得数据通过数据采集仪传输到计算机,再用labview和matlab进行自动绘图和数据处理,直接可以得到磁性材料的各项动态磁性参数,实验非常便捷和准确。
采用的磁性材料为圆环状,其上紧密的绕上励磁线圈(N)和测量线圈(n),向励磁线圈通一交变电流,便会产生交变磁场(H),使磁性圆环反复磁化,如下图所示。
通过计算可以得到:H=N LR1U1B=CR2 nSU2上式中L、C、R、N、n和截面积S均为已知常数。
所以H由U1决定,B由U2确定。
这样只要将H与U1关系和B与U2的关系联系起来,再加入labview面板,便可以自动画出B-H曲线,即磁滞回线,最后利用Matlab软件编辑相关公式,就可以求得到饱和磁感应强度B s、剩磁M r、矫顽力H c、磁滞损耗W BH以及磁导率μ等各项磁性参数。
下图为MATLAB 绘图和各项磁性参数显示结果示例第三章样品测量3.1样品信息本实验采用的3种样品均为圆环状铁氧体材料,而且它们的形状信息都十分接近,有利于比较,分别在其上绕上12圈初级线圈(励磁线圈)和22圈次级线圈(检测线圈)。
其中励磁线圈提供磁滞回线测量时所需的交变磁场,检测线圈用于取出样品被磁化后产生的磁场信息。
样品形状信息:2.2实验内容将饶有线圈的环形样品连接到交流磁滞回线测量仪上的相应回路中,检查测量仪与数据采集仪以及数据采集仪与电脑,整个线路连接是否畅通,打开测量仪上各部分电源开关,选择交变档位,选择所测频率(如500Hz),并调节电流强度和电压强度使之与该频率对应,以及交流磁滞回线测量仪上其他各项指标均调节好以后,打开labview软件,便可进行交流磁滞回线的自动绘图,最后选择比较好、误差小的图像作为测量结果,进行分析,并将其所对应的数据输入到MATLAB软件中进一步处理,确定交流磁特性的各项磁性参数,并进行分析。
2.3 磁滞回线的测量2.3.1 测试结果显示实验在交流磁场H下,并对磁性材料的反复磁化,所得数据十分庞大、人工计算几乎不能处理,本实验借助计算机强大的数据处理能力,减少了大量的人工计算,而且结果准确、便于分析。
Labview面板显示图如下:图. 绘图面板实验数据用Matlab软件处理,可以得到该样品主要的交流磁性参数,其中样品1在频率为500Hz时的磁滞回线图如下:图. 饱和磁滞回线图图. 交流磁滞回线图其中对B和H对时间作图如下:B (T )图.磁感应强度B 与时间的关系H (A /m )图. 磁场强度H 与时间的关系磁滞回线图通过Matlab 程序计算出了磁性材料的饱和磁感应强度B s 、剩磁r B 、矫顽力c H 、磁滞损耗W BH、磁导率μ以及相位角δ等参数,其以图表的方式的显示,让人一目了然。
由图可知,样品1并未达到磁化饱和状态,这时图(1)给出的饱和磁场强度实际上并没有意义。
图(2)是在磁场峰值为H m =41.0991 下的交流磁滞回线图,通过实验可以发现,Hm的大小由输入电流或电压确定,要使其达到饱和状态只需增加电流和电压。
图中B m=0.2610T,B和H的相位角为δ=0.0259π,材料的损耗因子tgδ=1=0.0814.在一个周期内,单位体积内产生的损耗为Qρv=3436.7074Wa。
2.3.2 磁滞回线与频率的关系保持其他条件不变,改变频率,测得磁滞回线如下:在频率为100Hz时的磁滞回线在频率为300Hz时的磁滞回线在频率为500Hz时的磁滞回线在频率为700Hz时的磁滞回线在频率为900Hz时的磁滞回线在频率为1100Hz时的磁滞回线在频率为1300Hz时的磁滞回线在频率为1500Hz时的磁滞回线铁磁材料的动态磁滞回线的形状与交变磁场的峰值Hm和频率有密切的关系,以上图像所示,Bm和Hm都随着频率的增加而不断减小,这是由于频率增加引起阻抗增加的缘故,导致Hm和Bm减小。