動態(tài)磁滯回線測量

清華大學(xué)試驗報告紙系別機(jī)械工程系班級機(jī)械51班姓名陳璞做實驗日期2007年3月30日 教師評定用示波器測動態(tài)磁滯回線［實驗?zāi)康模萘私庥檬静ㄆ鳒y量動態(tài)磁滯回線的原理和方法；根據(jù)磁滯回線確定磁性材料的飽和磁感應(yīng)強度Bs、剩磁Br和矯頑力Hc的數(shù)值;進(jìn)一步學(xué)習(xí)示波器顯示利薩如圖形的方法。［實驗原理］利用示波器測動態(tài)磁滯回線的原理電路圖如圖所示。將樣品制成閉合的環(huán)形，其上均勻的繞有磁化線圈N1以及副線圈N2。交流電壓u加載磁化線圈上，線路上串聯(lián)了一取樣電阻R1。將R1兩端的電壓u1加到示波器的X輸入端上。副線圈N2與電阻R2和電容R串聯(lián)成一回路。電容C兩端的電壓uc加到示波器的Y輸入端上。 °1、u1與磁場強度H成正比設(shè)環(huán)狀樣品的平均周長為1，磁化線圈的匝數(shù)為N「磁化電流為i1(注意這是交流電的瞬時值)，根據(jù)安培環(huán)路定律有H1=噸?，即i1=Hl/N］。而u1=&?，所以可得式中R「1和N1皆為常數(shù)，可見u1與H成正比。它表明示波器熒光屏上的電子束偏轉(zhuǎn)的大小與樣品中的磁場強度成正比。2、uc(Y輸入)在一定條件下與磁感應(yīng)強度B成正比dB

dt=—NS2設(shè)樣品的截面積為S，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在匝數(shù)為的n2的副線圈中的感應(yīng)電動勢應(yīng)為若副邊回路中的電流為i2且電容C上的電量為qdB

dt=—NS2E廣費+C在上式中已考慮到副線圈匝數(shù)n2較小，因而自感電動勢可忽略不計。在選定線路參數(shù)時，有意將R2與C都選成足夠大，使電容C上的電壓降uc=q/C比起電阻上的電壓降RM小到可以忽略不計。于是，公式可以近似為E2=移將關(guān)系式'廣d=C￥代入得到E=RC血2 2dt不考慮其負(fù)號時，兩式比較得到NS竺=RC虬

2dt2dt將等式兩邊對時間積分，由于B和uc都是交變的，積分常數(shù)為0。整理后得到NS—BRC式中N2、S、R2和C皆為常數(shù)，可見%與B成正比，也就是說示波器熒光屏上的電子豎直方向偏轉(zhuǎn)的大小與磁感強度成正比。至此，可以看出，在磁化電流變化的一周期內(nèi)，示波器的光點將描繪出一條完整的磁滯回線。以后每個周期都重復(fù)此工程，結(jié)果在示波器的熒光屏上看到一穩(wěn)定的辭職回線圖形。實際測量中的電路為了使R1上的電壓降u1與流過的電流i1二者的瞬時值成正比（相位相同），R1必須是無感或電感很小的電阻。其次為了操作安全和調(diào)節(jié)方便，在線路中采用了一個隔離降壓變壓器T，以避免后面的電路元件與220V市電直接相連。調(diào)壓變壓器用來調(diào)節(jié)輸入電壓以控制磁化電流i1的大小。在本實驗中樣品MS是一用冷軋硅鋼片制成的C形鐵芯。前面已說明了示波器熒光屏上可以顯示出待測材料動態(tài)磁滯回線的原理。但在實驗中，還需確定示波器熒光屏上X軸的每一小格代表多少安/米，Y軸的每一小格實際代表多少特斯拉。這就是所謂的標(biāo)定問題。3、X軸的標(biāo)定標(biāo)定H的線路圖由于只要用實驗發(fā)放測出光點沿X軸的偏轉(zhuǎn)大小與電壓u1的關(guān)系，進(jìn)而即可確定H。其中交流電流表A用于測量i10調(diào)節(jié)i10使熒光屏上呈現(xiàn)總長度為Lx小格的水平線，它對應(yīng)于u1的峰峰值，即u1有效值的2很倍，所以Lx代表2史A/］。。這樣每小格所代表的u1的有效值為慕甲"L，可以知道H°=x

4、Y軸的標(biāo)定標(biāo)定B的線路圖采用書上的電路圖，得到沿Y軸光點每偏轉(zhuǎn)1小格所代表的磁感強度B值為B=之加七°o N2SL［實驗內(nèi)容］顯示和觀察動態(tài)磁滯回線如圖組裝電路。電流表A置于500mA量程。線路接好后請老師檢查。將示波器光點調(diào)至熒光屏中心，逐漸增大磁化電流，使磁滯回線上的B值能達(dá)到飽和。示波器的X、Y軸的分度值調(diào)整至適當(dāng)位置，使熒光屏上得到典型的美觀的回線圖形。記住此時的磁化電流I的大小。測量動態(tài)磁滯回線先退磁。將電流調(diào)至I，以小格為單位測若干組B、H的坐標(biāo)值。特別注意回線定點、剩磁與矯頑力三個點的讀書。此后，示波器的X、Y軸的分度值絕對不要再改變，以便進(jìn)行H、B的標(biāo)定。⑶標(biāo)定H和B［數(shù)據(jù)處理］常數(shù)記錄：N1=400N2=100 S=3.26x10-4m2 l=0.190mM=0.100HH（格）12345671015254045H（值）52.5105.1157.6210.1262.7315.2364.3525.4788.11313.52101.62364.3B（格）08152025.52728.53233.73638.140B（值）00.3650.6850.9131.1541.2331.3011.4611.5381.6431.7391.826B（格）192327303232.53334.536373940B（值）0.8671.0501.2331.3691.4611.4841.5061.5751.6431.6891.7801.826Br=12格Br=0.548THc=52.5A/mBs=40格Bs=1.826T標(biāo)定：ImLIM0L15017100y19

H=^NLoILx_2豆X400X150X10-3_ 0.190x17=52.54044A/mB=2'切如