磁性材料基本磁化曲線的測量

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1、磁性材料基本磁化曲線的測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過實(shí)驗(yàn)了解鐵磁材料基本磁化曲線測試的原理，熟悉磁鍛、去磁的過程，以及用數(shù)字磁通計(jì)測量磁通的方法，掌握用沖擊法測量鐵磁材料基本磁化曲線的方法；2、通過實(shí)驗(yàn)熟練掌握數(shù)字磁通計(jì)的使用方法。二、磁性材料的靜態(tài)磁特性的測量原理1.原理磁性材料靜態(tài)磁特性的測試，主要包括基本磁化曲線和磁滯回線及有關(guān)磁參量的測試。靜態(tài)磁特性測量的基本原理式根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)磁化回路中的磁化電流改變時，試樣中的磁通量隨之改變，在測量線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)沖擊檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)和磁化電流確定試樣的直流磁性參數(shù)。磁軛由高導(dǎo)磁材料制成，其截面積大于試樣截面積50倍。磁軛與

2、試樣間的氣隙極小，因此磁軛與試樣構(gòu)成的磁路中，可近似地認(rèn)為磁勢全部降落在試樣上。根據(jù)磁路中的安培環(huán)路定律。試樣中的磁場強(qiáng)度H為（1）式中L為試樣的有效長度。根據(jù)電磁感應(yīng)定理可知，當(dāng)磁化電流增加時，試樣中的磁通量增加，則測試線圈W2中的磁通鏈增加，即。將使數(shù)字磁通計(jì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，其最大偏轉(zhuǎn)值。因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增量為：（2）式中S為試樣的截面積。常用的測量裝置見圖1所示，圖中：T～220——去磁用交流調(diào)壓器220/0~250V，500VA；A——監(jiān)視去磁電流用的交流安培表，選用量程1A；E——直流穩(wěn)壓電源；R2——多檔可選電阻；a.——磁軛。截面積為4900mm2；b.——試樣。截

3、面積S=100mm2，試樣的有效長度L=230mm；W1——試樣的磁化繞組。2000匝（由紅色接線柱引出）；W2——磁測試線圈。30匝（由黑色接線柱引出）；mA——直流毫安表；Φ——數(shù)字磁通計(jì)，選用量程10mWb；K1、K2、K3一雙刀雙向開關(guān)；圖1沖擊法測量鐵磁材料基本磁化曲線的原理圖2.實(shí)驗(yàn)裝置使用介紹監(jiān)測用交流安培表AAC交流調(diào)壓器輸出K1DC＋—多檔電阻選擇開關(guān)R2穩(wěn)壓電源輸出上測量＋直流毫安表mA－K2K3下短路AmA圖2實(shí)驗(yàn)裝置的面板圖在實(shí)驗(yàn)裝置圖2中，交流回路已經(jīng)接線完畢，無需用戶接線。只需將直流勵磁回路按圖1接線即可。其中穩(wěn)壓電源輸出控制在10V以內(nèi)；滑線變阻

4、器R2換用多當(dāng)電阻選擇開關(guān)來代替，分為18檔，“ON”為電阻接通、“OFF”為電阻短路（1檔電阻最小——電流最大，18檔電阻最大——電流最小，每次調(diào)節(jié)磁化電流時，只能有1個檔位的電阻置于ON上）。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.基本磁化曲線的測量（1）按圖1電路在實(shí)驗(yàn)裝置上接線。注意：交流回路已在裝置內(nèi)部接好，無需用戶接線；（2）退磁；K1合向AC，將交流調(diào)壓器從0增大調(diào)節(jié)使監(jiān)測用交流安培表回路中的去磁電流不超過1A，再緩慢調(diào)節(jié)輸出至0V，以此對試樣進(jìn)行退磁；（3）調(diào)節(jié)磁化電流：K3合向短路，K1合向DC，K2合向任一方。選擇多檔電阻選擇開關(guān)R2的檔位1在ON上，其它檔位2～18均置于

5、OFF上，調(diào)節(jié)磁化電流為某一確定的的值（磁化電流范圍從250mA～10mA）。（4）磁鍛：K1合向DC。把K2反復(fù)合向“上”和“下”（），使試樣磁鍛循環(huán)在10次以上，最后K2合在“上”（對應(yīng)圖3所示磁滯回線上a點(diǎn)）或“下”（對應(yīng)圖3磁滯回線所示上a1點(diǎn)）上。（5）K3合向測量，把K2由“上”（或“下”）斷開（Hm→0，a→b），同時讀出數(shù)字磁通計(jì)的讀數(shù)值，此時與成正比；（6）數(shù)字磁通計(jì)復(fù)位清零穩(wěn)定后，把K2從斷開位置合向“下”（或“上”）（0→－Hm，b→a1），同時讀出數(shù)字磁通計(jì)的讀數(shù)值，此時與成正比；（7）根據(jù)上述現(xiàn)象和測量結(jié)果；利用式（1）、（2）求出Bm和Hm以及μ的

6、數(shù)值；（8）分別選擇多檔電阻選擇按鈕R2的不同檔位2～18，調(diào)節(jié)磁化電流重復(fù)步驟（1）～（7），測出另一組Bm、Hm和值。要求最小值測量到10mA，共測量18組值，將結(jié)果分別填入表1，并繪出基本磁化曲線（Bm～Hm曲線）。圖3磁滯回線表1基本磁化曲線的測試數(shù)據(jù)Im（mA）（mWb）（mWb）Im（A）（mWb）（mWb）四、報(bào)告要求1．簡述磁材料靜態(tài)磁特性的測試原理；2．填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，根據(jù)測試基本磁化曲線的數(shù)據(jù)，畫出給定鐵磁材料基本磁化曲線、磁導(dǎo)率曲線，并求出相應(yīng)最大磁導(dǎo)率μ；3．回答思考題。五、思考題1．在實(shí)驗(yàn)過程中，若實(shí)驗(yàn)步驟操作出錯，應(yīng)重新哪些操作？2．如何較為準(zhǔn)確

7、地找出最大磁導(dǎo)率μm的值？3．根據(jù)電路中各參數(shù)和實(shí)驗(yàn)要求，如何確定出應(yīng)取的十八個電阻值，使測試點(diǎn)在基本磁化曲線上的均勻分布？六、注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)根據(jù)鐵磁材料的磁性質(zhì)，將實(shí)驗(yàn)步驟中各開關(guān)前后動作的次序從道理上弄清楚，并熟練掌握；2．電阻R2是測量過程中調(diào)節(jié)磁化電流的電阻。實(shí)驗(yàn)時，為了確定最大磁化電流為250mA，應(yīng)現(xiàn)將電阻R2置于1檔的ON上，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，再改變電阻R2的各個檔位進(jìn)行測量。七、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、磁軛及鐵磁材料試樣自制1套W1＝2000匝W2＝30匝2、實(shí)驗(yàn)裝置自制1套3、數(shù)字磁