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1、磁化曲線和磁滯回線的測(cè)量,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)和掌握材料剩磁的消磁方法、用霍爾傳感器測(cè)量鐵磁材料直流磁特性、磁化曲線和磁滯回線,實(shí)驗(yàn)儀器,SXG2000數(shù)字式毫特儀，IS600恒流電源，實(shí)心鐵芯樣品,實(shí)驗(yàn)原理,1. 鐵磁物質(zhì)的磁飽和現(xiàn)象和磁滯現(xiàn)象 鐵磁物質(zhì)的磁化過程很復(fù)雜，主要表現(xiàn)為它具有磁飽和性和磁滯性。這兩個(gè)特性可以通過磁化場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系即B-H曲線來說明。Hm和Bm分別為飽和時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度,曲線OA稱為鐵磁物質(zhì)的初始磁化曲線。自A點(diǎn)出發(fā)又回到A點(diǎn)的軌跡為一閉合曲線，稱為鐵磁物質(zhì)的磁滯回線。,,實(shí)驗(yàn)原理,2. 初始磁化曲線和磁滯回線的測(cè)量 根據(jù)安培環(huán)路定理，在環(huán)
2、形樣品的磁化線圈中通以電流I，則磁化場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H為,,,其中l(wèi)為磁路的平均長(zhǎng)度，N為磁化線圈的匝數(shù)，n=N/L為單位磁路長(zhǎng)度上線圈的匝數(shù)。H的單位為A/m。 由磁化線圈通過的電流I和單位磁路長(zhǎng)度上線圈的匝數(shù)n可計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度H，用特斯拉計(jì)測(cè)量氣隙中均勻磁場(chǎng)區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可得B。逐點(diǎn)測(cè)出H、B的值即可繪出B-H曲線。,實(shí)驗(yàn)原理,為了得到如圖1所示對(duì)稱而穩(wěn)定的磁滯回線，必須在Hm之間對(duì)樣品進(jìn)行反復(fù)的磁化，即“磁鍛煉”。,測(cè)量初始磁化曲線必須由原始狀態(tài)H0，B0開始，因此測(cè)量前必須對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行退磁，以消除剩磁。退磁的方法如圖2所示，須在Hm之間對(duì)樣品進(jìn)行反復(fù)磁化的過程中讓|Hm|逐步減少，使樣品沿著
3、面積一條比一條小的磁滯回線回到原點(diǎn)。,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1. 了解實(shí)驗(yàn)儀器,,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) (1) 測(cè)定氣隙中磁場(chǎng)的分布 將數(shù)字式毫特計(jì)的霍爾探頭平行（使霍爾片與B的方向垂直）地插入氣隙，置于中央，注意勿與樣品接觸。線圈通以一定的直流電流I（記下毫安表讀數(shù)），用數(shù)字式毫特計(jì)沿x方向（見圖3）等間隔測(cè)量磁場(chǎng)分布，數(shù)據(jù)記錄于表。,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,(2) 樣品退磁、毫特計(jì)調(diào)零 在正式測(cè)量磁化曲線之前務(wù)必對(duì)樣品進(jìn)行退磁處理。本實(shí)驗(yàn)采用直流退磁法。,A. 若毫特計(jì)讀數(shù)為“”，向下閉合換向開關(guān)，調(diào)大I 使毫特計(jì)讀數(shù)變“”，再把電流調(diào)小到I=0mA。 B. 若毫特計(jì)讀數(shù)為“”，向上閉合換向開
4、關(guān)，調(diào)大I 使毫特計(jì)讀數(shù)變“”，再把電流調(diào)小到I=0mA。 C. 重復(fù)上述A或B操作，可使毫特計(jì)讀數(shù)“反向”所需的電流I 的絕對(duì)值逐漸減少。直到I=0時(shí)，換向開關(guān)無論怎樣啟閉，毫特計(jì)讀數(shù)都為0。 D. 把霍爾探頭調(diào)到氣隙的外面，調(diào)節(jié)毫特計(jì)調(diào)零電位器使毫特計(jì)讀數(shù)為0。 E. 再把霍爾探頭調(diào)到鐵芯氣隙的中間位置，重復(fù)上述A或B操作，直到I=0時(shí)，換向開關(guān)無論怎樣啟閉，毫特計(jì)讀數(shù)都為0。 F. 重復(fù)上述D、E操作，直到霍爾探頭的讀數(shù)在氣隙外面為0；在氣隙中間啟閉換向開關(guān)時(shí)也為0。,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,(3) 初始磁化曲線的測(cè)量 以50mA為間隔從零開始逐漸增大勵(lì)磁電流I（注意I 只能單調(diào)增加），用毫特計(jì)記錄對(duì)
5、應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，直至I增加時(shí)，B的增長(zhǎng)量明顯減少為止。紀(jì)錄L，N。利用測(cè)量數(shù)據(jù)作出初始磁化曲線。 (4) 磁鍛煉 在測(cè)量磁滯回線之前還必須對(duì)樣品進(jìn)行反復(fù)磁化，稱為磁鍛煉?？刹扇?lì)磁電流I按Imax0-Imax0Imax的順序進(jìn)行調(diào)節(jié)，重復(fù)3次以上。,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,(5) 磁滯回線的測(cè)量 以50mA為間隔，從Imax開始使勵(lì)磁電流I 經(jīng)Imax0-Imax0Imax變化，毫特計(jì)記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，逐點(diǎn)描出的B-H 曲線即為該磁化電流所對(duì)應(yīng)的磁滯回線（當(dāng)然還可在I1, I2，等范圍下測(cè)出一族磁滯回線，所有這些磁滯回線的頂點(diǎn)所連成的曲線稱為樣品的基本磁化曲線）。在測(cè)量磁滯回線過程中勵(lì)磁電流的變化務(wù)必是單調(diào)增加或單調(diào)減少，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 利用測(cè)量數(shù)據(jù)作出磁滯回線，求出剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br和矯頑力He。,思考題,1. 什么叫做初始磁化曲線？測(cè)量初始磁化曲線要掌握那些要點(diǎn)？ 2. 測(cè)量磁滯回線時(shí)，為什么要進(jìn)行磁鍛煉？如果測(cè)量磁滯回線過程中一旦操作順序發(fā)生錯(cuò)誤，應(yīng)該怎樣操作才能繼續(xù)測(cè)量。 3. 怎樣使樣品完全退磁，使初始狀態(tài)在H=0，B=0點(diǎn)上？ 4. 在什么條件下，環(huán)形樣品氣隙中測(cè)得的磁感應(yīng)強(qiáng)度能代表磁路中的磁感應(yīng)強(qiáng)度？,
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