磁化曲線和磁滯回線的測(cè)量

會(huì)計(jì)學(xué)1磁化曲線和磁滯回線的測(cè)量實(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(chǎng)的磁場(chǎng)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(chǎng)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。第1頁(yè)/共11頁(yè)實(shí)驗(yàn)原理2.初始磁化曲線和磁滯回線的測(cè)量根據(jù)安培環(huán)路定理，在環(huán)形樣品的磁化線圈中通以電流I，則磁化場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H為其中l(wèi)為磁路的平均長(zhǎng)度，N為磁化線圈的匝數(shù)，n=N/L為單位磁路長(zhǎng)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(zhǎng)度上線圈的匝數(shù)n可計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度H，用特斯拉計(jì)測(cè)量氣隙中均勻磁場(chǎng)區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可得B。逐點(diǎn)測(cè)出H、B的值即可繪出B-H曲線。

第2頁(yè)/共11頁(yè)實(shí)驗(yàn)原理為了得到如圖1所示對(duì)稱而穩(wěn)定的磁滯回線，必須在Hm之間對(duì)樣品進(jìn)行反復(fù)的磁化，即“磁鍛煉”。測(cè)量初始磁化曲線必須由原始狀態(tài)H＝0，B＝0開始，因此測(cè)量前必須對(duì)待測(cè)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(duì)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滯回線回到原點(diǎn)。第3頁(yè)/共11頁(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.了解實(shí)驗(yàn)儀器

第4頁(yè)/共11頁(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容第5頁(yè)/共11頁(yè)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(cè)定氣隙中磁場(chǎng)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(cè)量磁場(chǎng)分布，數(shù)據(jù)記錄于表。第6頁(yè)/共11頁(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)樣品退磁、毫特計(jì)調(diào)零在正式測(cè)量磁化曲線之前務(wù)必對(duì)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“＋”，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(duì)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。第7頁(yè)/共11頁(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(3)初始磁化曲線的測(cè)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(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，直至I增加時(shí)，B的增長(zhǎng)量明顯減少為止。紀(jì)錄L，N。利用測(cè)量數(shù)據(jù)作出初始磁化曲線。(4)磁鍛煉在測(cè)量磁滯回線之前還必須對(duì)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。第8頁(yè)/共11頁(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(5)磁滯回線的測(cè)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(duì)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(duì)應(yīng)的磁滯回線（當(dāng)然還可在I1,I2，等范圍下測(cè)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(cè)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(cè)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。第9頁(yè)/共11頁(yè)思考題1.什么叫做初始磁化曲線？測(cè)量初始磁化曲線要掌握那些要點(diǎn)？2.測(cè)量磁滯回線時(shí)，為什么要進(jìn)行磁鍛煉？如果測(cè)量磁滯回線過程中一旦操作順序發(fā)生錯(cuò)誤，應(yīng)該