2025年探究磁性材料磁滞特性的实验研究

试验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不一样材料磁滞回线形状。1.双踪示波器O动态法磁滞回线实验仪DH4516CHZDH°杭州大华仅舞制西即限公司o三、试验原理铁磁性物质除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。如下是有关磁1、饱和磁感应强度Bs、饱和磁场强度Hs和磁化曲线铁磁材料未被磁化时，H和B均为零。这时若在铁磁材料上加一种由小到大的磁化场，则铁磁材料内部的磁场强度H与磁感应强度B也随之变大，其B-H变化曲线如图1(OS)曲不随H的增大而增大，此时，介质的磁化到达饱和。与S对应的Hs称饱和磁场强度，对应的Bs称饱和图1磁性材料的磁化曲线图2磁滞回线和磁化曲线当铁磁质磁化到达饱和后，假如使H逐渐退到零，B也逐渐减小，但B的减小“跟不上”H的减小(B滞后于H)。即：其轨迹并不沿原曲线SO,而是沿另一曲线Sb下降。当H下降为零时等于B,阐明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁要完全消除剩磁B,必须加反向磁场，当B=0时磁场的值H为铁磁当反向磁场继续增长，铁磁质的磁化到达反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不停地正向或反向缓慢变化磁场，磁化曲线成为一闭合曲线，这个闭合曲线称为磁滞回线，如图2所示。对于同一铁磁材料，设开始时呈去磁状态，依次选用磁化电流I、I₂、....In,则对应的磁场强度为H₁、H₂、...H₃,在每一磁化电流下反复互换电流方向(称为磁锻炼),即在每一种选定的磁场值下，使其方向反复发生几次变化(如H₁→-H₁→H→-H..),这样操作的成果，是在每一种电流下都将得到一条磁滞回线，最终，可得一组逐渐增大的磁滞回线。我们把原点0和各个磁滞回线的顶点a成的曲线称为铁磁材料的基本磁化曲线，如图3所示。图3基本磁化曲线(二)运用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量原理1、示波器显示B—H曲线原理线路①提供使样品磁化的可调强度的磁场(磁化场)②可跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度③可定量显示样品的磁化过程一图+磁滞回线的测量原理图一一图+磁滞回线的测量原理图一图4是运用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量装置原理图：首先将待测的铁磁物质制成一种环由它来跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度；由示波器来定量如图4,设L为环形样品的平均磁路长度，若在线圈N中通过励磁电流I时，此电流在样品内产生磁场，磁场强度H的大小根据安培环路定律：即：由(1)式可知，若将电压UI输入示波器X偏转板时，示波器上任一时刻电子束在X轴的偏转正比于磁场强度即：为了获得与B有关联的电压数值(因示波器只接受电压),在副线圈上串联一种电阻R2与电容C,电阻R₂由(2)式可知，若将电压由(2)式可知，若将电压Uc输入示波器的Y偏转板，示波器上任一时刻电子束在Y轴的偏转正比于样品2、示波器的定标Y轴每格代表多少B(T)。在示波器X偏转板上Ux、Y偏转板U可精确测量，且Ri、R₂、C都为已知的原则元件的状况下，设S.为示波器X轴的电压敏捷度，X为水平方向的位移格数；Sr为示波器Y轴的电压敏捷度，Y为垂直方向的位移格数；则：将(3)代入(1)、(2)得：(一)熟悉示波器并测量信号源输出信号的周期1、试验前准备①将“动态法磁滞回线试验仪”频率输出调整为100Hz,幅度值适中；②示波器处在测量信号波形状态，使示波器辉度适中；调整X、Y位移旋钮使光点居中请在下图中画出信号源输出信号的波形图，并计算其周期：③用原则信号校准示波器X、Y轴敏捷度旋钮，(注意：三个微调旋钮逆时针旋究竟)请在下图中画出信号源输出信号的波形图，并计算其周期：(二)显示和观测两种样品在25Hz、50Hz、100Hz、150Hz交流信号下的磁滞回线图形1、试验准备1)按图4所示的原理线路检查接线连接与否对的2)逆时针调整“幅度调整”旋钮究竟，使信号输出最小。3)调示波器显示工作方式为X-Y方式。示波器X输入为AC方式，测量采样电阻Ri的电压U₁;示波器Y输入为DC方式，测量积分电容的电压U。4)接通示波器和DH4516C型动态磁滞回线试验仪电源，合适调整示波器辉度及X、Y位移旋钮使2、显示和观测两种样品的交流信号下的磁滞回线图形(先测量样品1)1)单调增长磁化电流，即缓慢顺时针调整“幅度调整”旋钮，使示波器显示的磁化曲线上B值增长2)分别观测频率为25.0Hz、50.0Hz、100.0Hz、150.0Hz,不一样频率下的磁滞回线形状(注意：由于铁磁材料的磁化状态与磁化历史有关，磁滞回线又与其起始端点的磁化状态有关。观测每一频率下的3)换样品2反复上述过程1、(样品1)磁滞回线形状与信号频率关系：2、(样品2)磁滞回线形状与信号频率关系：3、样品1、样品2磁滞回线形状比较：(三)测量样品1、2的矫顽力、饱和磁感应强度Bs、饱和磁场强度Hs和磁滞回线(本试验装置使用交变电流，因此每个状态都是通过充足的“磁锻炼”,量矫顽力、饱和磁感应强度B、饱和磁场强度压。表1(参数：L=0.130m,S=1.24×10⁴m²,N₁=100T,N₂=100TC=1.0×106F)12345678902、样品1磁滞回线图形3、样品2测量数值登记表