大学物理实验-磁滞回线的测量教学ppt

1、霍尔法测量铁磁材料的霍尔法测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线磁滞回线和磁化曲线目的与要求目的与要求1.1.学习铁磁材料剩磁的退磁方法学习铁磁材料剩磁的退磁方法2.2.了解霍尔传感器测量磁感应强度的原理了解霍尔传感器测量磁感应强度的原理3.3.用霍尔传感器测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线用霍尔传感器测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线磁介质磁介质磁介质磁介质: : 凡处在磁场中与磁凡处在磁场中与磁 场发生相互作场发生相互作, , 能够磁化的物质。能够磁化的物质。 B= B0+ B = r H弱磁性物质弱磁性物质强磁性物质强磁性物质顺磁质顺磁质如氧、铝、钨、铂、铬等如氧、铝、钨、铂、铬等如氮、水、铜、银

2、、金、铋等如氮、水、铜、银、金、铋等同向同向）与0(, 1B BBrrr铁磁质铁磁质抗磁质抗磁质,r反向反向）与0(1BBrr铁磁质的应用铁磁质的应用收音机收音机电视机电视机硬盘硬盘磁传感器磁传感器.在电磁铁、电机、变在电磁铁、电机、变压器和电表的线圈中压器和电表的线圈中都要放置铁磁性物质都要放置铁磁性物质, ,借以增强磁性及增强借以增强磁性及增强磁场。磁场。磁悬浮列车磁悬浮列车铁磁质磁畴铁磁质磁畴为什么铁磁质能大大增强磁场呢？为什么铁磁质能大大增强磁场呢？B参考文献：马文蔚，参考文献：马文蔚，物理学物理学中册，高等教育出版社中册，高等教育出版社铁磁质的磁化机制铁磁质的磁化机制 自发磁化小区域

3、自发磁化小区域磁畴磁畴 磁畴在外磁场作用下的表现为：磁畴在外磁场作用下的表现为：与外磁场方向相同与外磁场方向相同/ /相近的磁畴相近的磁畴扩大自己的体积扩大自己的体积磁畴壁的外移和磁矩的转向是不磁畴壁的外移和磁矩的转向是不可逆的；可逆的；随外磁场的增加逐步达饱和随外磁场的增加逐步达饱和存在居里点原因存在居里点原因: :温度升高时铁温度升高时铁磁质中的自发磁化区域磁畴受到磁质中的自发磁化区域磁畴受到剧烈的分子热运动的破坏，磁畴剧烈的分子热运动的破坏，磁畴被瓦解被瓦解, ,铁磁质的特性消失铁磁质的特性消失, ,过渡过渡到顺磁质到顺磁质. .磁滞回线特性磁滞回线特性0 B Bm无序无序 有序有序 高

4、度有序高度有序 磁饱和性磁饱和性 磁滞，滞后性磁滞，滞后性不可逆性不可逆性中心对称性中心对称性 起始磁化曲线起始磁化曲线剩磁剩磁Br矫顽矫顽力力Hc 磁滞回线磁滞回线铁磁性材料铁磁性材料硬磁材料：硬磁材料：不容易不容易磁化磁化，但经过外加磁场磁化以后能长期保，但经过外加磁场磁化以后能长期保留其强磁性留其强磁性; ; 软磁材料软磁材料：在外磁场中在外磁场中很容易很容易磁化和退磁、去掉外磁磁化和退磁、去掉外磁场后又容易失去剩磁场后又容易失去剩磁; ;矩磁材料：作为二进制记忆元件矩磁材料：作为二进制记忆元件HHHBBB霍尔效应霍尔效应 把半导体薄片（锗片或硅片）放在磁感应强度把半导体薄片（锗片或硅片

5、）放在磁感应强度为为B B的磁场中，并使薄片平面垂直于磁场方向，如果的磁场中，并使薄片平面垂直于磁场方向，如果在纵向（垂直于在纵向（垂直于B B的方向），通以电流的方向），通以电流 I, I, 那么在那么在薄片的两侧面薄片的两侧面a,ba,b之间就会产生电势差。之间就会产生电势差。 dBIRUHHHB B测量测量: : 霍尔效应霍尔效应仪器仪器lINHccHIHI外加磁场外加磁场大小：线圈电流的大小大小：线圈电流的大小方向：双刀双掷开关方向：双刀双掷开关II操作操作 探头位置：磁场均匀的区域内一点探头位置：磁场均匀的区域内一点 探头调零：利用磁滞回线中心对称性；探头调零：利用磁滞回线中心对称性

6、； 退磁：不对称快速退磁法；退磁：不对称快速退磁法； 起始磁化曲线：起始磁化曲线：I=0-Imax,I=0-Imax,每每50.0mA50.0mA；磁滞回线：每磁滞回线：每50.0mA50.0mA测量并记录测量并记录I,BI,B值，四段曲线。值，四段曲线。问题：测量过程中，电流调节是否可以倒退？为什么？问题：测量过程中，电流调节是否可以倒退？为什么？交流退磁法交流退磁法敲击法敲击法加热法加热法数据处理要求数据处理要求 绘出起始磁化曲绘出起始磁化曲线和磁滞回线，注线和磁滞回线，注意作图的规范性；意作图的规范性；求求B Br, r, 总结并讨论实验总结并讨论实验中你所采用的退磁中你所采用的退磁方法。方法。lINHcc图名图名. .比例：比例：x x轴轴1cm1cm代表代表. .Y Y轴轴1cm1cm代表代表. .注意事项注意事项1.1.电流等于电流等于0 0时，才扳动电流反向开关；时，才扳动电流反向开关；2. 2. 测量磁化曲线和磁滞回线时，调节励磁电流增加测量磁化曲线和磁滞回线时，调节励磁电流增加或减小都不能