物理普物实验报告

1、普物实验：用示波器观测动态磁滞回线1600012159周五下午 8 组 10 号仪器用具:动态磁滞回线测量仪、读出示波器、直流电源、数字多用表、滑线变阻器。一、实验内容和数据。1.（1）观测样品 1（铁氧体）的饱和动态磁滞回线作图可得：B/T铁氧体的饱和动态磁滞回线0.40.30.20.10-120-70-203080-0.1H/(A/m)-0.2-0.3-0.4测量次数𝑈𝑥(𝑚𝑉)𝐻(𝐴/𝑚)𝑈𝑦(𝑚𝑉)⻒

2、1;(𝑇)1173.5100.1113.250.3616250.028.8510.200.2742390.552.2210.200.2742446.526.835.050.135758.004.625.050.1357638.522.213.450.0927725.514.711.000.0269819.511.250.000910.56.06-2.05-0.0551100.003.900.104811-13.0-7.501.000.026912-19.5-11.250.00013-27.5-15.87-2.05-0.055114-6.00-3.46-5.10-0.137115

3、-43.5-25.10-5.10-0.137116-51.5-29.72-10.10-0.271517-87.5-50.49-10.10-0.271518-174.0-100.40-12.35-0.3320190.00-3.95-0.1062（2）说明不同频率下铁氧体饱和磁滞回线如何变化。给出 50/100/150 Hz 下Br，HC 的测量结果，估计由仪器误差和线宽导致的测量不确定度，并对不同频率的测量结果进行比较和解释。f = 50Hz 时:𝑒𝑈𝑥𝜎= 0.3𝑚𝑉𝑒= 19.5

4、× 2% + 50 × 0.3% = 0.5𝑚𝑉𝑈𝑥𝑈𝑥3𝑒𝑈𝑥=𝑒= 3.90 × 2% + 10 × 0.3% = 0.1𝑚𝑉𝜎= 0.06𝑚𝑉𝑈𝑦𝑈𝑥3可得：𝜎𝐻𝑐 = 0.2 𝐴/&#

5、119898;f = 100Hz 时：𝜎𝐵𝑟 = 2𝑚𝑇𝑒𝑈𝑥𝜎= 0.3𝑚𝑉𝑒= 19.5 × 2% + 50 × 0.3% = 0.5𝑚𝑉𝑈𝑥𝑈𝑥3𝑒𝑈𝑥=𝑒= 3.95 × 2% + 10 × 0.3%

6、 = 0.1𝑚𝑉𝜎= 0.06𝑚𝑉𝑈𝑦𝑈𝑥3可得：𝜎𝐻𝑐 = 0.2 𝐴/𝑚f = 150Hz 时：𝜎𝐵𝑟 = 2𝑚𝑇𝑒𝑈𝑥𝜎= 0.3𝑚𝑉𝑒= 19.5 × 2% + 50

7、 × 0.3% = 0.5𝑚𝑉𝑈𝑥𝑈𝑥3𝑒𝑈𝑥=𝑒= 3.85 × 2% + 10 × 0.3% = 0.1𝑚𝑉𝜎= 0.06𝑚𝑉𝑈𝑦𝑈𝑥3可得：𝜎𝐻𝑐 = 0.2 𝐴/𝑚⼛

8、0;𝐵𝑟 = 2𝑚𝑇通过测量数据可得不同频率下样品的H𝑐，𝐵𝑟基本保持不变。（3）粗略画出 50 Hz 下不同常量下的如图，说明常量为什么会影响如图。常量是否的磁滞回线的形状？𝑈𝑥(𝑚𝑉)H𝑐(𝐴/𝑚)𝑈𝑦(𝑚𝑉)𝐵𝑟(𝑇)19.511.2523.850.1035

9、𝑈𝑥(𝑚𝑉)H𝑐(𝐴/𝑚)𝑈𝑦(𝑚𝑉)𝐵𝑟(𝑇)19.511.2523.950.1062𝑈𝑥(𝑚𝑉)H𝑐(𝐴/𝑚)𝑈𝑦(𝑚𝑉)𝐵𝑟(𝑇)19.511.2

10、523.900.1048测量量𝐵𝑠(𝑇)𝐵𝑟(𝑇)𝐻𝑐(𝐴/𝑚)测量值0.36160.105511.25R2C = 0.01 sR2C = 0.05 sR2C = 0.5 s常量会影响电容上电压的测量值，但电容上的电压才和磁感应强度成正比关系，故的形状。影响 B 的大小，只有在 R2C<<T 时，常量的磁滞回线2（1）给出 100 Hz 下动态磁化曲线的测量结果，并作图，说明曲线的变化规律。根据测量数据计算出 m，并作m-H

11、m 曲线图，说明曲线的变化规律。给出起始磁导率 i 的测量结果。测量次数𝑈𝑥(𝑚𝑉)𝐻(𝐴/𝑚)𝑈𝑦(𝑚𝑉)𝐵(𝑚𝑇)𝜇𝑚14.002.3080.338.8703058.2928.024.6300.6617.8033059.87313.357.7031.1029.6683064.92422.613.0402.1457.5233510.3853

12、2.018.4643.3489.7793869.36647.427.3505.14138.1634019.97755.231.8506.16165.5804137.03862.436.0057.25194.8804307.20974.042.6988.55230.0104286.571082.047.3149.30249.9844204.481191.052.5079.70260.7363951.6112105.060.58510.65286.2723760.1413114.566.06711.10298.3683593.8314128.574.14511.70314.4963375.3915

13、138.579.91512.00322.5603211.9816150.086.55012.25329.2803027.5317165.095.20512.60338.6882830.9418178.0102.70612.75342.7202655.4219188.0108.47613.00349.4402563.4820198.5114.53513.10352.1282446.5421210.0121.17013.30357.5042347.88根据数据可得图像：（2）根据测量数据计算并画出如下图：𝜇𝑚 𝐻𝑚曲线。（3）测定起始

14、磁导率𝜇𝑖.计算起始点数据可得：𝜇 = 𝐵𝑚 = 3058.29 𝑇 𝑚/𝐴。𝑖𝜇0𝐻𝑚𝑒𝑈𝑥𝜎= 0.08𝑚𝑉𝑒= 4.00 × 2% + 20 × 0.3% = 0.1𝑚𝑉𝑈𝑥𝑈⻖

15、9;3B/mT𝜇_𝑚𝜇_𝑚-H关系图5000450040003500300025002000150010005000020406080100120140H/(A/m)铁氧体动态磁化曲线400350300250200150100500020406080100120140H/(A/m)𝑒𝑈𝑥𝜎= 0.006𝑚𝑉𝑒= 0.33 × 2% + 1.00 × 0.3% = 0.01𝑚Ү

16、81;𝑈𝑦𝑈𝑥3可得：𝜎𝐻𝑐 = 0.05 𝐴/𝑚𝜎𝐵𝑟 = 0.2𝑚𝑇可计算得𝜎𝜇𝑖 = 78.84 𝑇 𝑚/𝐴.3故𝜇𝑖 ± 𝜎𝜇𝑖 = (3.06 ± 0.08) ×

17、; 10 𝑇 𝑚/𝐴.3、说明不同频率下硅钢样品在给定交变磁场幅度 Hm=400 A/m 下的动态磁滞回线如何变化。给出 20/40/60 Hz 下 Bm，Br，HC 的测量结果，并对不同频率的测量结果进行比较。比较可得，对于硅钢样品，在励磁电流频率逐渐增大时，𝐵𝑚基本保持不变；𝐵𝑟逐渐变大；𝐻𝑐也逐渐变大。二、思考题1. 铁磁材料的动态磁滞回线与静态磁滞回线在概念上有什么区别？铁磁材料动态磁滞回线的形状和面积受哪些因素的影响？答：当磁场缓慢变化时测得

18、的磁滞回线为静态磁滞回线，如果采用交变的磁场， 所测得的为动态磁滞回线。磁滞回线的形状受磁材料的种类，磁材料本身的形状和大小本身性质，交流电的频率，交流电的幅度（即磁化强度）等因素影响。2. 铁氧体和硅钢材料的动态磁化各有什么特点？答：铁氧体在高频时具有较高的磁导率。硅钢的剩磁比较多。3.本实验中，电路参数应怎样设置才能保证交流电压UR1，Uc 所形成的形正确反映材料动态磁滞回线的形状？如图答：主要在于两个参数的设置，第一个是交流电的幅度应保证铁磁体饱和磁化。第二个是应该具有较为合适的交流电频率，例如R2C T，即数远大于时间时，磁滞回线才会不发生明显的变形。电路时间常4.实验中如何磁滞回线绕行方向？答：可以通过单独观察 x 方向信号和 y 方向