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

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

评 分

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！

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、….I n，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：

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

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：

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+U c(i为感生电流，U c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)

(三)测量样品1、2的矫顽力、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S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

样品1基本磁化曲线

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B S、饱和磁场强度H S、矫顽力、磁化曲线数值是否改变？

2、为什么测量基本磁化曲线时需要退磁？