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1、理学院物理实验教学中心 姜富强 助教,动态磁滞回线的测定,主要内容,实验目的 实验仪器 实验原理,实验内容与步骤 数据处理 实验分析及应用,实验目的,理解铁磁材料的磁滞回线、磁化曲线以及剩磁、矫顽力等概念; 学习用示波器观察铁磁材料磁滞回线的方法。,实验装置,低频信号发生器:,示波器:,9孔插线方板及相应的电器元件等,实验原理,把未磁化的均 匀铁磁质充满 一螺绕环,如 图:,1.磁介质,线圈中通入电流(励磁电流)后,铁磁质就被磁化。根据有介质时的安培环路定理,当励磁电流为I时,环内的磁场强度:,实验原理,铁芯中的B由磁通计上的 次级线圈测出,这样,通 过改变励磁电流,可得到 对应的一组B和H的
2、值,从 而给出一条关于试样BH 的关系曲线(磁化曲 线)。,2. 实验原理图,实验原理,使励磁电流从零开始,此时B=H=0,然后逐渐 增大电流,以增大H 。测得B与H的对应关系如 图所示:,从S开始,B几乎不随H的增大而增大,介质的磁化达到饱和。与S对应的HS称饱和磁场强度,相应的BS称饱和磁感应强度。,随H的增大,B先缓慢增大(OA段),然后迅速增大(AB段),过B点过后,B又缓慢增大(BC段)。,3. 磁滞回线和基本磁化曲线,当铁磁质达到饱和状态后,缓慢地减小H,铁磁质中的B并不按原来的曲线减小,并且H=0时,B不等于0,具有一定值,这种现象称为剩磁。,要完全消除剩磁Br,必须加反向磁场,
3、当B=0时磁场的值Hc为铁磁质的矫顽力。,当反向磁场继续增加,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场,磁化曲线为一闭合曲线磁滞回线。,实验内容,熟悉低频信号发生器和示波器各旋钮的作用,并调节示波器的光点在屏幕坐标的中心位置; 按图连接线路,在确认调压器的输出为0伏后,接通电源。 逐渐升高信号源的输出电压,屏幕上应出现磁滞回线的形状。调节示波器的分度旋钮,使磁滞回线充满整个屏幕后。 基本磁化曲线的测量:从0V开始,逐渐增加信号源的输出电压为0V、1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V,分别记下对应的每条磁滞回线的顶点坐标,原点与各磁滞回
4、线顶点坐标的连线,就是基本磁化曲线。,5.饱和时的磁滞回线测量:在坐标纸上描 绘磁化饱和时的磁滞回线,并对示波器上 每格对应的H和B 值进行标定。,B的变化总落后于H的变 化,称磁滞现象。,数据处理,基本磁化曲线数据表格 :,饱和磁滞回线数据表格:,铁磁性材料实验结果分析及应用:,实验表明,不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大,分为软磁材料,硬磁材料,矩磁铁氧体材料。,应用 硅钢片,作变压器、电机、电磁铁的铁芯,铁氧体(非金属)作高频线圈的磁芯材料。,特点 磁导率大,矫顽力小,容易磁化,也容易退磁,磁滞回线包围面积小,磁滞损耗小。,软磁材料,特点 剩余磁感应强度大,矫顽力大,不容易磁化,也不容易退磁,磁滞回线宽,磁滞损耗大。,硬磁材料,应用 作永久磁铁,永磁喇叭等。,应用 作计算机中的记忆元件,磁化时极性的反转构成了“0”与“1”的物理载体。,矩磁材料,特点 磁滞回线呈矩 形状,