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1、一、实验目的与实验仪器1.实验目的（1）了解示波器测量动态磁滞回线的原理和方法；（2）学会一种测量铁磁材料居里点的方法。2.实验仪器用于测量环状磁性介质样品的 JLD-居里点测量仪（含五种样品） 。二、实验原理1.铁磁材料和居里点铁磁材料在很小的磁场作用下就被磁化到饱和，不但磁化率大于零，而且达到 10 10 6 数量级，当铁磁性物质的温度高于临界温度 Tc（居里点温度）时，铁磁性物质转变成为顺磁性。即在居里点附近，材料的磁性发生突变。反复磁化铁磁材料时会出现磁滞现象。另一重要的特点就是磁滞。磁滞现象是材料磁化时，材料内部的磁感应强度 B 不仅与当时的磁场强度 H 有关，而且与以前的磁化状态有
2、关。2.示波器测量磁滞回线的原理铁磁材料居里点的测定实验报告如图所示，给待定铁心线圈（N 匝）通 50Hz 交流电，次级线圈产生的感应电动势为 = - WS,次级回路电压方程为 = Ri + uC，当 R 时，Ri uC,则 1 2i = = - . t 时刻， uC = = +=( B0 ) - B 0 1 0 0+ 上式中，前一项为 t = 0 时，电容初始状态和铁芯初始状态决定的直流电压值，若其为 0，则 uC = - B，即 uCB，将 uC输入示波器 y 轴，则水平方向偏转与 B 成正比。 在初级线圈中，uH = RH iH，而 H = niH，则 uH = H，将 uH输入示波器
3、x 轴，则竖直方向偏转与 H 成正比。综上，示波器上能够显示出稳定的 B-H 曲线。三、实验步骤测量环状磁性介质的居里点1.接线：将加热接口与居里点测试仪接口用专线相连；将铁磁材料样品与居里点测试仪用专线相连，并把样品放入加热丝；面板上的温度传感器接插件对应相接；将 B 输出（感生电动势）与示波器的 Y 输入相连，H 输出（原线圈端电压）与示波器的 X 输入相连接。2.将加热电流及激励电压调节钮左旋至最小，开启居里点测试仪电源箱上的电源开关，打开示波器。3.适当的调节示波器的 Y 轴衰减， X 轴衰减，调节激励电流，示波器上就显示出了磁滞回线，以图形大小始于观察来决定激励电流的大小，并保持稳定
4、。4.调节加热电流大小，当升温开始后，每隔 5或 3记录一次温度 t 和电压值 ueff. 当电压变化较快时，每升高约 1，记录一次数据。加热电流不要太大。5.当炉温达到此样品的居里点时，磁滞回线消失成一条直线，记下此时的温度，再升高几度继续测几个点。6.测试完成，令加热电流回零，拔掉电热丝连线，自然冷却至室温，关闭电源。7.换样品再次测试。四、数据处理本次实验我们总共测量了 1 号、3 号、5 号共计三个铁磁材料的居里点，绘制的 ueffT曲线分别如下图，应用 excel 绘制曲线后，在利用 matlab 和 origin 的结合可以求得曲线上切线斜率绝对值最大点所在坐标，及其切线的斜率。则
5、三个样品的居里点计算如下：样品 1：25.035.045.055.065.075.085.095.0105.0115.0125.00204060801001201401号样ueff-T曲线ueff/mVT/求得切线斜率最大点坐标为（108.3，62） ，切线斜率 k = -19.9，则切线方程为：u = -19.9T + 2217当 u = 0 时，得 T = 111.4，即 1 号样品的居里点为约 TC=111.4.样品 3：35.045.055.065.075.085.095.00501001502002503003号样ueff-T曲线T/ueff/mV求得切线斜率最大点坐标为（91.4，
6、42） ，切线斜率 k = -48.6，则切线方程为：u = -19.9T + 1861当 u = 0 时，得 T = 93.5，即 3 号样品的居里点为约 TC=93.5.样品 5：25.030.035.040.045.050.055.060.065.070.075.00501001502002503003505号样ueff-T曲线ueff/mVT/求得切线斜率最大点坐标为（68.3，58） ，切线斜率 k = -99.0，则切线方程为：u = -99.0T + 6820当 u = 0 时，得 T = 68.9，即 5 号样品的居里点为约 TC=68.9.五、分析讨论（提示：分析讨论不少于
7、400 字）1.实验中我们主要利用了铁磁材料的磁滞回线，而关于磁滞回线是怎么产生的，通过查阅物理实验书前一节的内容（2.8 节，铁磁材料磁滞回线的测定）我得知磁滞回线的产生原因： 如图，设铁磁质在开始时没有磁化，如磁化场 H 逐渐增加，B 将沿 oa 增加，曲线 oa 叫做起始磁化曲线。当 H 增大到某一值时，B 将达到饱和。若将磁化场 H 减小，则 B 并不沿原来的磁化曲线减小，而是沿图中 ab 曲线下降，即使 H 降到零（图中的 b 点）时，B0，B 的值仍接近饱和值，与 b 点对应的 B 值，称为剩余磁感应强度 Br（剩磁） 。当加反向磁化场 H 时，B 随之减小，当反向磁化场达到某一值
8、时，B=0，与 oc 相当的磁场强度 Hc 称为矫顽磁力。当反向场继续增加时，铁磁质中产生反向磁感应强度，并很快达到饱和。逐渐减小反向磁化场，减到零，再加正向磁化场时，则磁感应强度沿 defa 变化，形成一闭合曲线 abcdefa，闭合曲线称为磁滞回线。2.实验中我们通过曲线上斜率最大处的切线与横轴的交点来确定 Tc，而不是由曲线与横轴的交点来确定 Tc，这是因为接近居里点附近时，铁磁性已基本转化为顺磁性，虽然 值较小，但仍大于 0，故 effT 曲线与横坐标没有相交，当温度高于居里点时，铁磁材料磁性突变，如果利用与横轴的交点会产生较大误差。3.实验过程中我们发现起始时期由于不知道样品居里点的大致值，所以升温速率不好把握，通过三次实验我们认为开始时可将升温速率调快一些，约为 3/min，每隔 3记录一组数据，当发现电压值下降速率明显加快时，马上将升温速率降低，每隔 1记录一组数据。六、实验结论1.本次实验通过对铁磁性材料居里点的测试，我发现铁磁材料的温度在到达居里点时，磁滞回线变成一条直线，这说明铁磁材料在温度高于居里点时由铁磁体转变为顺磁体。2.通过绘制 effT 曲线，发现感应电动势随温度升高而下降的现象，开始时感应电动势的下降速度较慢，在居里点附近下降迅速。七、原始数据（要求与提示：此处将原始数据拍成照片贴图即可）
