用示波器测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线试验原理

H
N1 Ux, LR1
B
的磁场强度H和磁感应强度B的值。有公式：
H0 H B , B0 nx ny
实验内容： 1、熟悉示波器各旋钮的作用，学会用示波器测量电压；
2、按照实验原理图正确连接线路，在确认调压器的输 出为0伏后，接通电源；
3、对被测样品退磁（将输出电压升至80V，再将电压由 80V逐渐降到0V）； 4、用80V时的磁滞回线对示波器H轴、B轴进行定标（计 算示波器上每格对应的H0，B0的值）。 5、用列表法计算出不同电压下磁滞回线顶点对应的 B， H值，并在坐标纸上绘出基本磁化曲线和80伏时的磁 滞回线并计算80伏时Hm，Bm，Hc，Br的值。
该式表明了在交变磁场下，任一时刻输入到示波器上的 电压降Ux与磁场强度H 成正比。 输入到示波器y偏转板上的电压Uy: 为了得到和铁磁材料中的瞬时磁感应强度B成正比的Uy 值，采用电阻R2和电容C组成的积分电路。
L N 1 H U x I1R1 H I 1 I1 N1 L LR1 Ux H .....( 1) N1
线圈N1中交变磁场H在铁磁材料中产生交变的磁感应 强度B，因此在线圈N2中产生感应电动势 2 ，其大小 用公式（2）表示
d dB 2 N2S dt dt
（2）
2 是线圈N2中产生的感应电动势
N 2 , S2 分别是线圈N2的匝数和截面积
当 R2
1 时， 2fC
：
电源开关
辉度调节 聚焦调节
标尺亮度调节
CH1通道的偏转因数微调
旋钮，测量时旋到CAL处
CH2通道各旋钮功 能与CH1相同
CH1的
位移 调整 旋钮
CH1
通道 的偏 转因 数旋 钮
X－Y
Norm 或CH1 CH2
CAL
CAL
AC
AC
屏幕上显示磁滞回线时，示波器各旋钮的状态
2 4
输 入 信 号
ε
测 量 仪 器
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Bs叫做饱和磁感应强度。
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 r 1 ，一般在 10 10 之间，有 8 的可高达 10 。 2 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。 绕组线圈
d
反向减小H到0，则B沿de到－Br。H按原方向增加经ef到Hc； 继续增大H，则B沿fa回到原来饱和状态。
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。
谢 谢
矩磁材料：它的磁滞回线接近于矩形，可以用做
“记忆”元件。
二 实验原理：
输出范围0～100V 交流伏特表 接地端
可调变压器 电 源
Ux
Uy
正极
实验原理图
负极
实验设计思想： 如果希望在示波器上显示出被测铁磁材料的磁滞回线， 必须使输入到示波器X偏转板上的电压Ux与磁场强度H成 正比，同时使输入到示波器y偏转板上的电压Uy与铁磁 材料中的磁感应强度B成正比 R1上的电压Ux（取R1 远小于线圈N1的阻抗）
B μH
磁导率 μ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。 当铁磁质达到饱和 后，减小H，B沿图 a ab下降；当H=0时B ＝Br，称为剩磁。 Br b 当H＝Hc时，B=0， bc段是退磁曲线 f c -Hc Hc称为矫顽力；反 向继续增大H，铁 -Br e 磁质反向沿cd段达 到饱和；
R2
电容C两端的电压：
Q 1 Uy C C
（2）代入（3）
1 I 2 dt CR2

2
dt
（ 3）
N2S Uy CR2
dB N2S dt dt CR2

B
0
N2S dB B （4） CR2
该式表明示波器垂直偏转板上的电压，即电容两端的电 压Uy是正比例于磁感应强度B的。
a(nx,ny)
定标：a点的坐标是 (nx , ny ), nx 3格, ny 2格 U x 0.1 3 0.3(V ),U y 0.1 2 0.2(V ) 从Ux与H，Uy与B的关系式，可计算出H，B的值
CR2 Uy N2S 所谓对示波器定标，就是用H0，B0表示示波器上每大格对应