磁性材料磁滯回線測定

關(guān)于磁性材料磁滯回線測定實驗背景實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒灧椒▽嶒瀮x器實驗內(nèi)容實驗主要現(xiàn)象操作過程數(shù)據(jù)記錄及處理實驗注意事項思考題第2頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗背景

磁性材料應(yīng)用廣泛，從常用的永久磁鐵、變壓器鐵芯、錄像機、計算機存儲用的磁帶、硬盤都采用磁性材料。磁滯回線和基本磁化曲線反映了磁性材料的主要特征。通過實驗研究這些性質(zhì)不僅能掌握用示波器觀察磁滯回線，以及基本磁化曲線的基本測繪方法，而且能從理論和實際應(yīng)用上加深對材料磁特性的認識。

第3頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗?zāi)康牧私庥檬静ㄆ鳒y量動態(tài)磁滯回線的原理和方法；了解磁性材料的基本磁化特性；掌握磁化曲線和磁滯回線的測量方法；進一步熟悉數(shù)字示波器的使用。第4頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗原理

當鐵磁物質(zhì)中不存在磁化場時，H和B均為零。隨著磁化場H的增加，B也隨之增加。當H增加到Hm時,B不再增加，此時對應(yīng)的Hm和Bm稱為飽和磁場強度和飽和磁感應(yīng)強度。如圖1所示。這時再使H退回到零，B減小到Br(非零值），即鐵磁物質(zhì)中仍然保留一定的磁性，這種現(xiàn)象稱為磁滯，Br稱為剩磁。這說明要消除剩磁，H必須繼續(xù)減小，出現(xiàn)反向磁場強度-Hc,Hc稱為矯頑力，它的大小反映鐵磁材料保持剩磁狀態(tài)的能力。第5頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗原理當磁場H按“Hm-Hc-Hm0HcHm”變化時，B所經(jīng)歷的相應(yīng)變化是“BmBr0-Bm-Br0Bm”,于是得到一條閉合的B—H曲線，成為飽和磁化曲線。如圖一所示。而在磁化過程中，鐵磁物質(zhì)要消耗額外的能量，并以熱的形式從鐵磁物質(zhì)中釋放，這種損耗成為磁滯損耗?？梢宰C明，磁滯損耗和磁滯回線所圍面積成正比。第6頁,共91頁，2024年2月25日，星期天圖1、起始磁化曲線和磁滯回線第7頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗原理

對于初始狀態(tài)H=0，B=0的鐵磁材料，在交變磁場強度由弱到強依次進行磁化的過程中，可以得到面積由小到大向外擴張的一簇磁滯回線。如圖2所示。這些磁滯回線定點的連線稱為鐵磁材料的基本磁化曲線。第8頁,共91頁，2024年2月25日，星期天圖2：基本磁化曲線第9頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗方法第10頁,共91頁，2024年2月25日，星期天

由于鐵磁材料磁化過程的不可逆性及具有剩磁的特點，在測定磁化曲線和磁滯回線時，必須對鐵磁材料預(yù)先進行退磁，以保證外加磁場H=0時，B=0；其次，磁化電流在實驗過程中只允許單調(diào)增加或減小，不可時增時減。注意：為了得到最佳磁滯回線圖形，R2

選擇在100kΩ~140kΩ之間，以避免圖形發(fā)生畸變。第11頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗儀器DM—1型磁滯回線測試儀數(shù)字示波器計算機第12頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共91頁，2024年2月25日，星期天DM—1型磁滯回線測試儀第14頁,共91頁，2024年2月25日，星期天數(shù)字示波器第15頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗內(nèi)容一、觀察動態(tài)磁滯回線（1）觀察面積由小到大向外擴張的動態(tài)變化磁滯回線；（2）調(diào)節(jié)出飽和磁滯回線；（3）把飽和磁滯回線給打印出來，并在打印圖上標出Hm和Bm對應(yīng)的電壓值u`1和

u`c,以及Br和Hc對應(yīng)的電壓值uc和u1。第16頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗內(nèi)容二、測量基本磁化曲線（1）對被測磁性材料進行退磁；（2）對被測樣品進行磁化到飽和，均勻減小磁化電流（直到磁場消退），及時記錄不同磁化電流所對應(yīng)磁滯回線頂點的坐標值。此過程要求記錄12至14組數(shù)據(jù)。第17頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共91頁，2024年2月25日，星期天AutosetCH1MENUCH2MENUDISPLAY第19頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵DISPLAY第20頁,共91頁，2024年2月25日，星期天CURSOR第21頁,共91頁，2024年2月25日，星期天光標1光標2選擇鍵第22頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第23頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共91頁，2024年2月25日，星期天返回目錄第26頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共91頁，2024年2月25日，星期天AutosetDISPLAYCH1MENUCH2MENU第29頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第30頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共91頁，2024年2月25日，星期天水平位置垂直位置第32頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共91頁，2024年2月25日，星期天伏／格伏／格第37頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第39頁,共91頁，2024年2月25日，星期天伏／格第40頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第41頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗內(nèi)容

接下去我們講怎么使用WaveStar軟件來把數(shù)字示波器顯示的波形采集到電腦并打印。第42頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第43頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第45頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第48頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第49頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第50頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第51頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第52頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第55頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第56頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第57頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第58頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第59頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第60頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第61頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共91頁，2024年2月25日，星期天實驗內(nèi)容二:基本磁化曲線的測量第63頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第64頁,共91頁，2024年2月25日，星期天CURSOR第65頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第66頁,共91頁，2024年2月25日，星期天光標1光標2第67頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第68頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第69頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第70頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第71頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第72頁,共91頁，2024年2月25日，星期天DISPLAY第73頁,共91頁，2024年2月25日，星期天選擇鍵第74頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第75頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第76頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第77頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第78頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第79頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第80頁,共91頁，2024年2月25日，星期天第81頁,共91頁，2024年2月25日，星期天返回目錄第82頁,共91頁，2024年2月25日，星期天數(shù)據(jù)記錄（1）設(shè)計三線表記錄R1、D外、D內(nèi)、h、R2、

C、N1等給定的常數(shù)值。第83頁,共91頁，2024年2月25日，星期天數(shù)據(jù)記錄（2）設(shè)計三線表記錄Br和Hc對應(yīng)的電壓值

uc和u1。第84頁,共91頁，2024年2月25日，星期天（3）設(shè)計三線表記錄測量基本磁化曲線的電壓值。第85頁,共91頁，2024年2月25日，星期天數(shù)據(jù)處理（1）根據(jù)公式計算出剩磁Br和矯頑力Hc的值以及各自的不確定度、相對不確定度；（2）根據(jù)測量基本磁化曲線所得的數(shù)據(jù)，分別計算出對應(yīng)的磁感應(yīng)強度B和磁場強度H，在坐標紙上繪制出基本磁化曲線。第86頁,共91頁，2024年2月25日，星期天數(shù)據(jù)處理注意：由于我們在做基本磁化曲線的測量時，磁滯回線頂點對應(yīng)的是電壓峰-峰值，于是我們數(shù)據(jù)處理時要先求出電壓的有效值，再代公式求出磁場強度H

和磁感應(yīng)強度B的值。對于我們在圖上讀出剩磁Br和矯頑力