磁化曲線和磁滯回線的測量

1、磁化曲線和磁滯回線的測量1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)和掌握材料剩磁的消磁方法、用霍爾傳感器測量鐵磁材料直流磁特性、磁化曲線和磁滯回線實(shí)驗(yàn)儀器 SXG2000數(shù)字式毫特儀，IS600恒流電源，實(shí)心鐵芯樣品 2實(shí)驗(yàn)原理1. 鐵磁物質(zhì)的磁飽和現(xiàn)象和磁滯現(xiàn)象鐵磁物質(zhì)的磁化過程很復(fù)雜，主要表現(xiàn)為它具有磁飽和性和磁滯性。這兩個(gè)特性可以通過磁化場的磁場強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系即B-H曲線來說明。Hm和Bm分別為飽和時(shí)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度,曲線OA稱為鐵磁物質(zhì)的初始磁化曲線。自A點(diǎn)出發(fā)又回到A點(diǎn)的軌跡為一閉合曲線，稱為鐵磁物質(zhì)的磁滯回線。3實(shí)驗(yàn)原理2. 初始磁化曲線和磁滯回線的測量根據(jù)安培環(huán)路定理，在環(huán)形樣品的磁化

2、線圈中通以電流I，則磁化場磁場強(qiáng)度H為 其中l(wèi)為磁路的平均長度，N為磁化線圈的匝數(shù)，n=N/L為單位磁路長度上線圈的匝數(shù)。H的單位為A/m。由磁化線圈通過的電流I和單位磁路長度上線圈的匝數(shù)n可計(jì)算磁場強(qiáng)度H，用特斯拉計(jì)測量氣隙中均勻磁場區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可得B。逐點(diǎn)測出H、B的值即可繪出B-H曲線。 4實(shí)驗(yàn)原理為了得到如圖1所示對稱而穩(wěn)定的磁滯回線，必須在Hm之間對樣品進(jìn)行反復(fù)的磁化，即“磁鍛煉”。測量初始磁化曲線必須由原始狀態(tài)H0，B0開始，因此測量前必須對待測樣品進(jìn)行退磁，以消除剩磁。退磁的方法如圖2所示，須在Hm之間對樣品進(jìn)行反復(fù)磁化的過程中讓|Hm|逐步減少，使樣品沿著面積一條比一條小的磁

3、滯回線回到原點(diǎn)。5實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 了解實(shí)驗(yàn)儀器 6實(shí)驗(yàn)內(nèi)容7實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) (1) 測定氣隙中磁場的分布將數(shù)字式毫特計(jì)的霍爾探頭平行（使霍爾片與B的方向垂直）地插入氣隙，置于中央，注意勿與樣品接觸。線圈通以一定的直流電流I（記下毫安表讀數(shù)），用數(shù)字式毫特計(jì)沿x方向（見圖3）等間隔測量磁場分布，數(shù)據(jù)記錄于表。 8實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2) 樣品退磁、毫特計(jì)調(diào)零在正式測量磁化曲線之前務(wù)必對樣品進(jìn)行退磁處理。本實(shí)驗(yàn)采用直流退磁法。A. 若毫特計(jì)讀數(shù)為“”，向下閉合換向開關(guān)，調(diào)大I 使毫特計(jì)讀數(shù)變“”，再把電流調(diào)小到I=0mA。B. 若毫特計(jì)讀數(shù)為“”，向上閉合換向開關(guān)，調(diào)大I 使毫特計(jì)讀數(shù)變“”，

4、再把電流調(diào)小到I=0mA。C. 重復(fù)上述A或B操作，可使毫特計(jì)讀數(shù)“反向”所需的電流I 的絕對值逐漸減少。直到I=0時(shí)，換向開關(guān)無論怎樣啟閉，毫特計(jì)讀數(shù)都為0。D. 把霍爾探頭調(diào)到氣隙的外面，調(diào)節(jié)毫特計(jì)調(diào)零電位器使毫特計(jì)讀數(shù)為0。E. 再把霍爾探頭調(diào)到鐵芯氣隙的中間位置，重復(fù)上述A或B操作，直到I=0時(shí)，換向開關(guān)無論怎樣啟閉，毫特計(jì)讀數(shù)都為0。F. 重復(fù)上述D、E操作，直到霍爾探頭的讀數(shù)在氣隙外面為0；在氣隙中間啟閉換向開關(guān)時(shí)也為0。9實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(3) 初始磁化曲線的測量以50mA為間隔從零開始逐漸增大勵(lì)磁電流I（注意I 只能單調(diào)增加），用毫特計(jì)記錄對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，直至I增加時(shí)，B的增長量明

5、顯減少為止。紀(jì)錄L，N。利用測量數(shù)據(jù)作出初始磁化曲線。(4) 磁鍛煉在測量磁滯回線之前還必須對樣品進(jìn)行反復(fù)磁化，稱為磁鍛煉。可采取勵(lì)磁電流I按Imax0-Imax0Imax的順序進(jìn)行調(diào)節(jié)，重復(fù)3次以上。10實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(5) 磁滯回線的測量以50mA為間隔，從Imax開始使勵(lì)磁電流I 經(jīng)Imax0-Imax0Imax變化，毫特計(jì)記錄對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，逐點(diǎn)描出的B-H 曲線即為該磁化電流所對應(yīng)的磁滯回線（當(dāng)然還可在I1, I2，等范圍下測出一族磁滯回線，所有這些磁滯回線的頂點(diǎn)所連成的曲線稱為樣品的基本磁化曲線）。在測量磁滯回線過程中勵(lì)磁電流的變化務(wù)必是單調(diào)增加或單調(diào)減少，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。利用測量數(shù)據(jù)作出磁滯回線，求出剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br和矯頑力He。 11思考題1. 什么叫做初始磁化曲線？測量初始磁化曲線要掌握那些要點(diǎn)？2. 測量磁滯回線時(shí)，為什么要進(jìn)行磁鍛煉？如果測量磁滯回線過程中一旦操作順序發(fā)生錯(cuò)