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1、 大 學(xué) 物 理 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 提 要o實(shí) 驗(yàn) 目 的o實(shí) 驗(yàn) 原 理o注 意 事 項(xiàng) o儀 器 介 紹o實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容o思 考 題 實(shí) 驗(yàn) 目 的 加 深 理 解 鐵 磁 材 料 的 磁 化 特 性 。學(xué) 會(huì) 用 示 波 器 測(cè) 定 鐵 磁 材 料 的 基 本 磁 化 曲 線 和 磁 滯 回 線 。 儀 器 介 紹 o 磁 滯 回 線 測(cè) 試 儀 o GOS6021示 波 器 實(shí) 驗(yàn) 原 理 一 、 鐵 磁 材 料 的 磁 化 規(guī) 律 鐵 磁 材 料 在 外 加 磁 場(chǎng) 中 被 磁 化 ， 磁 場(chǎng)強(qiáng) 度 H（ 即 外 加 磁 場(chǎng) ） 與 鐵 磁 材 料 內(nèi) 部 的 磁感 應(yīng) 強(qiáng) 度 B的
2、關(guān) 系 為 B=H。 然 而 鐵 磁 材 料 的磁 導(dǎo) 率 不 是 常 量 ， B與 H是 非 線 性 關(guān) 系 。 起 始 磁 化 曲 線 圖 中 原 點(diǎn) O表 示 磁化 前 鐵 磁 材 料 處 于 磁 中性 狀 態(tài) 。 當(dāng) 磁 場(chǎng) H從 零開(kāi) 始 增 加 時(shí) ， 磁 感 應(yīng) 強(qiáng)度 B隨 之 緩 慢 上 升 ， 繼之 B隨 H迅 速 增 長(zhǎng) ， 其 后B的 增 長(zhǎng) 又 趨 緩 慢 ， 當(dāng) H增 加 到 Hm時(shí) ， B達(dá) 到 飽和 值 Bm， 從 O到 達(dá) 飽 和狀 態(tài) a這 段 B-H曲 線 ， 稱為 起 始 磁 化 曲 線 。1 起 始 磁 化 曲 線 實(shí) 驗(yàn) 原 理 2 磁 滯 回 線 當(dāng)
3、 H從 Hm減 小 時(shí) ， B也 隨 之 減小 ， 但 不 沿 原 曲 線 返 回 ， 而 是 沿另 一 曲 線 ab下 降 。 當(dāng) H下 降 為 零 時(shí) ，B不 為 零 。 使 磁 場(chǎng) 反 向 增 加 到 -Hc時(shí) ， 材 料 中 的 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) B下 降 為 零 ，繼 續(xù) 增 加 反 向 磁 場(chǎng) 到 -Hm， B又 達(dá)到 飽 和 值 -Bm。 逐 漸 減 小 反 向 磁 場(chǎng)直 至 為 零 ， 再 加 上 正 向 磁 場(chǎng) 直 至Hm， 則 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 沿 defa變 化 ，于 是 得 到 一 條 閉 合 曲 線 abcdefa。這 條 曲 線 稱 為 鐵 磁 材 料 的 磁 滯
4、回線 。 磁 滯 回 線實(shí) 驗(yàn) 原 理 二 、 測(cè) 定 鐵 磁 材 料 基 本 磁 化 曲 線 和 磁 滯 回 線 的 基 本 原 理 本 實(shí) 驗(yàn) 采 用 非 電 量 電 測(cè) 技 術(shù) 的 參 量 轉(zhuǎn) 換 測(cè)量 法 ， 將 不 易 測(cè) 量 的 磁 學(xué) 量 轉(zhuǎn) 換 為 易 于 測(cè) 量 的 電學(xué) 量 ， 利 用 示 波 器 對(duì) 鐵 磁 材 料 的 基 本 磁 化 曲 線 和磁 滯 回 線 進(jìn) 行 觀 察 測(cè) 定 。 實(shí) 驗(yàn) 原 理 實(shí) 驗(yàn) 線 路實(shí) 驗(yàn) 原 理 待 測(cè) 樣 品 為 E1型 矽 鋼 片 ， N為 勵(lì) 磁 繞 組 ， n為用 來(lái) 測(cè) 量 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 B而 設(shè) 置 的 繞 組 。
5、R1為 勵(lì) 磁電 流 取 樣 電 阻 ， 根 據(jù) 安 培 環(huán) 路 定 律 ， 樣 品 的 磁 化場(chǎng) 強(qiáng) 為 ： L=60m m ， N=50匝 ， R1=2.5， 由 UH可 確 定 H。 1 HNH ULR 實(shí) 驗(yàn) 原 理 樣 品 的 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 瞬 時(shí) 值 B與 由 測(cè) 量 繞 組 n、R2和 C2所 組 成 的 電 路 有 關(guān) ： C2 = 10F， R2=10k， n =150匝 ， S = 80m *m ， 由 UB可 以 確 定 B。 BUnSRCB 22實(shí) 驗(yàn) 原 理 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 按 測(cè) 試 儀 上 所 給 電 路 圖 連 接 線 路 。 令 R1 = 2.5， “
6、U選 擇 ” 置 于 0位 。 UH 和 UB和分 別 接 示 波 器 的 “ X輸 入 ” 和 “ Y輸 入 ” 插 孔 為 公 共 端 。 （ 1） 電 路 連 接 （ 2） 樣 品 退 磁 開(kāi) 啟 測(cè) 試 儀 電 源 ， 順 時(shí) 針 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng) “ U選 擇 ”旋 鈕 ， 令 U從 0依 次 增 至 3V， 然 后 逆 時(shí) 針 方 向轉(zhuǎn) 動(dòng) 旋 鈕 ， 將 U從 最 大 值 依 次 降 為 0。實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 （ 3） 觀 察 磁 滯 回 線 開(kāi) 啟 示 波 器 電 源 ， 工 作 模 式 調(diào) 在 x-y 狀 態(tài) ，令 顯 示 屏 上 的 光 點(diǎn) 位 于 坐 標(biāo) 網(wǎng) 格 中 心 。
7、將 “ U選 擇 ” 旋 鈕 旋 至 2.2V， 并 分 別 調(diào) 節(jié) 示 波 器 x和 y軸 的 靈 敏 度 旋 鈕 ， 使 顯 示 屏 上 出 現(xiàn) 大 小 合 適 且形 狀 最 接 近 理 論 曲 線 的 磁 滯 回 線 。實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 （ 4） 測(cè) 定 基 本 磁 化 曲 線 按 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 （ 2） 對(duì) 樣 品 退 磁 ， 然 后 從U=0開(kāi) 始 ， 利 用 顯 示 屏 和 靈 敏 度 調(diào) 整 旋 鈕 上 的示 值 ， 依 次 測(cè) 定 U=0.5， 1.0， 2.8V時(shí) 相 應(yīng) 出現(xiàn) 的 每 一 磁 滯 回 線 頂 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) 即 電 壓 值 UH（ Ux） 和 UB（ Uy）
8、 ， 并 記 錄 。實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 對(duì) 樣 品 退 磁 后 ， 令 U=2.5V， R1=2.5， 在磁 滯 回 線 上 選 取 10 12個(gè) 點(diǎn) ， 測(cè) 出 其 相 應(yīng) 的 坐標(biāo) 值 即 電 壓 值 UH和 UB（ 被 測(cè) 點(diǎn) 中 必 須 包 括 這些 特 殊 點(diǎn) ） ， 并 記 錄 。 ,r m cB B H 和實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 （ 6） 比 較 樣 品 1和 樣 品 2的 磁 化 性 能 將 樣 品 2接 在 線 路 中 ， 觀 察 樣 品 2的 磁滯 回 線 。實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 注 意 事 項(xiàng) 測(cè) 繪 磁 化 曲 線 和 磁 滯 回 線 時(shí) ， 必 須 將 材 料 預(yù) 先退 磁 ， 以 保 證 H = 0， B = 0。 勵(lì) 磁 電 壓 在 實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 中 ， 應(yīng) 單 調(diào) 增 加 或 單 調(diào) 減少 ， 不 可 時(shí) 增 時(shí) 減 。 思 考 題 實(shí) 驗(yàn) 中 通 過(guò) 什 么 方 法 獲 得 B和 H兩 個(gè) 磁 學(xué) 量 ？ 測(cè) 繪 磁 滯 回 線 和 磁 化 曲 線 為 何 要 先 退 磁 ？ 如 何 判 斷 鐵 磁 材 料 屬 于 軟 、 硬 磁 材 料 ？
鐵磁材料磁滯回線的測(cè)繪
