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1、理學(xué)院物理實驗教學(xué)中心 姜富強 助教,動態(tài)磁滯回線的測定,主要內(nèi)容,實驗?zāi)康? 實驗儀器 實驗原理,實驗內(nèi)容與步驟 數(shù)據(jù)處理 實驗分析及應(yīng)用,實驗?zāi)康?理解鐵磁材料的磁滯回線、磁化曲線以及剩磁、矯頑力等概念； 學(xué)習(xí)用示波器觀察鐵磁材料磁滯回線的方法。,實驗裝置,低頻信號發(fā)生器：,示波器：,9孔插線方板及相應(yīng)的電器元件等,實驗原理,把未磁化的均 勻鐵磁質(zhì)充滿 一螺繞環(huán)，如 圖：,1.磁介質(zhì),線圈中通入電流(勵磁電流)后，鐵磁質(zhì)就被磁化。根據(jù)有介質(zhì)時的安培環(huán)路定理，當(dāng)勵磁電流為I時，環(huán)內(nèi)的磁場強度：,實驗原理,鐵芯中的B由磁通計上的 次級線圈測出，這樣，通 過改變勵磁電流，可得到 對應(yīng)的一組B和
2、H的值，從 而給出一條關(guān)于試樣BH 的關(guān)系曲線（磁化曲 線）。,2. 實驗原理圖,,實驗原理,使勵磁電流從零開始，此時B=H=0，然后逐漸 增大電流，以增大H 。測得B與H的對應(yīng)關(guān)系如 圖所示：,從S開始，B幾乎不隨H的增大而增大，介質(zhì)的磁化達(dá)到飽和。與S對應(yīng)的HS稱飽和磁場強度，相應(yīng)的BS稱飽和磁感應(yīng)強度。,隨H的增大，B先緩慢增大(OA段)，然后迅速增大(AB段)，過B點過后，B又緩慢增大(BC段)。,3. 磁滯回線和基本磁化曲線,當(dāng)鐵磁質(zhì)達(dá)到飽和狀態(tài)后，緩慢地減小H，鐵磁質(zhì)中的B并不按原來的曲線減小，并且H=0時，B不等于0，具有一定值，這種現(xiàn)象稱為剩磁。,要完全消除剩磁Br，必須加反向
3、磁場，當(dāng)B=0時磁場的值Hc為鐵磁質(zhì)的矯頑力。,當(dāng)反向磁場繼續(xù)增加，鐵磁質(zhì)的磁化達(dá)到反向飽和。反向磁場減小到零，同樣出現(xiàn)剩磁現(xiàn)象。不斷地正向或反向緩慢改變磁場，磁化曲線為一閉合曲線磁滯回線。,實驗內(nèi)容,熟悉低頻信號發(fā)生器和示波器各旋鈕的作用，并調(diào)節(jié)示波器的光點在屏幕坐標(biāo)的中心位置； 按圖連接線路，在確認(rèn)調(diào)壓器的輸出為0伏后，接通電源。 逐漸升高信號源的輸出電壓，屏幕上應(yīng)出現(xiàn)磁滯回線的形狀。調(diào)節(jié)示波器的分度旋鈕，使磁滯回線充滿整個屏幕后。 基本磁化曲線的測量：從0V開始，逐漸增加信號源的輸出電壓為0V、1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V，分別記下對應(yīng)的每條磁滯回線的頂點坐標(biāo)，原點與各
4、磁滯回線頂點坐標(biāo)的連線，就是基本磁化曲線。,5.飽和時的磁滯回線測量：在坐標(biāo)紙上描 繪磁化飽和時的磁滯回線，并對示波器上 每格對應(yīng)的H和B 值進(jìn)行標(biāo)定。,B的變化總落后于H的變化，稱磁滯現(xiàn)象。,數(shù)據(jù)處理,基本磁化曲線數(shù)據(jù)表格 ：,飽和磁滯回線數(shù)據(jù)表格：,鐵磁性材料實驗結(jié)果分析及應(yīng)用：,實驗表明，不同鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線形狀相差很大，分為軟磁材料，硬磁材料，矩磁鐵氧體材料。,應(yīng)用 硅鋼片，作變壓器、電機、電磁鐵的鐵芯，鐵氧體(非金屬)作高頻線圈的磁芯材料。,特點 磁導(dǎo)率大，矯頑力小，容易磁化，也容易退磁，磁滯回線包圍面積小，磁滯損耗小。,軟磁材料,特點 剩余磁感應(yīng)強度大，矯頑力大，不容易磁化，也不容易退磁，磁滯回線寬，磁滯損耗大。,硬磁材料,應(yīng)用 作永久磁鐵，永磁喇叭等。,應(yīng)用 作計算機中的記憶元件，磁化時極性的反轉(zhuǎn)構(gòu)成了“0”與“1”的物理載體。,矩磁材料,特點 磁滯回線呈矩 形狀,
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