動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)測(cè)量

《動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)測(cè)量》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)的測(cè)量利用直流電對(duì)磁性材料樣品反覆地進(jìn)行磁化逐點(diǎn)測(cè)出樣品內(nèi)部磁感強(qiáng)度B和磁場(chǎng)強(qiáng)度H的對(duì)應(yīng),這樣得到的B-H曲線(xiàn)稱(chēng)為靜態(tài)磁滯曲線(xiàn)(圖一).本實(shí)驗(yàn)用交流電對(duì)樣品進(jìn)行磁化,測(cè)得B-H的動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn).磁滯曲線(xiàn)所包圍的面積等於使單位體積磁性材料反覆磁化一週所需的功,並且功轉(zhuǎn)化為熱而損耗.測(cè)量靜態(tài)磁滯曲線(xiàn)時(shí),材料中只有磁滯損耗,而測(cè)量動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)時(shí),還有渦電流損耗.因此材料中的動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)的面積要比靜態(tài)磁滯取線(xiàn)的面積稍微大一些.此外單位時(shí)間內(nèi)的渦電流損耗與交流電的頻率有關(guān),因此測(cè)量中的交流電頻率不同時(shí),所測(cè)得的B-H曲線(xiàn)也有不同.本實(shí)驗(yàn)利用示波器測(cè)量動(dòng)態(tài)磁滯

2、曲線(xiàn)的變化.[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯1.瞭解用示波器測(cè)量動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)的原理和方法.2.根據(jù)磁滯曲線(xiàn)測(cè)量磁性材料的飽和磁感強(qiáng)度,剩磁和抗磁力的值.3.學(xué)習(xí)示波器的使用方法.[實(shí)驗(yàn)原理]利用示波器測(cè)動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)的原理電路如圖二所示,將樣品製成環(huán)形,上面均勻地繞上磁化線(xiàn)圈N1及副線(xiàn)圈N2.交流電壓U加在磁化線(xiàn)圈上,線(xiàn)路上串連電阻R1.將R1兩端的電壓U1加到示波器的X輸入端上.副線(xiàn)圈N2與電阻R2和電容C串連成一迴路.電容C兩端的電壓UC加到示波器的Y輸入端上.下面我們說(shuō)明為什麼這樣的電路能夠測(cè)量磁滯曲線(xiàn).1.U1(X輸入)與磁場(chǎng)強(qiáng)度H成正比環(huán)狀樣品的平均週長(zhǎng)為l,磁化線(xiàn)圈的

3、匝數(shù)為N1,磁化電流為I1,(注意這是交流電的瞬間值),根據(jù)安培定律有Hl=N1i1,及U1=R1i1,所以可得U1=(R1l)H/R1(1)式中R1,l和N1皆為常數(shù),可見(jiàn)U1與H成正比,同時(shí)表明示波器螢?zāi)簧纤狡竦拇笮?U1)與樣品中的磁場(chǎng)強(qiáng)度(H)成正比.2.Uc(Y輸入)在一定條件下與磁感強(qiáng)度B成正比環(huán)狀樣品的截面積為s,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,在匝數(shù)為N2的副線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ε2=-N2s(dB/dt)(2)若副線(xiàn)圈迴路中的電流i2,電容C上的電量為q,則應(yīng)有ε2=R2i2+q/C(3)此式已考慮到副線(xiàn)圈匝數(shù)N2較小,因而自感電動(dòng)勢(shì)可忽略不計(jì).在選定

4、線(xiàn)路參數(shù)時(shí),有意將R2與C選成足夠大,使電容C上的電位降UC比起電阻上的電位降R2i2?小,可以忽略不計(jì).於是(3)式可以近似的改寫(xiě)成ε2=R2i2(4)將關(guān)係式i2=dq/dt=C(dUC/dt)代入(4)式,得ε2=R2C(dUC/dt)(5)將上式與(2)式比較,不考慮其負(fù)號(hào)(在交流電中負(fù)號(hào)相當(dāng)於相位差為±π)時(shí)N2s(dB/dt)=R2C(dUC/dt)將等式兩邊對(duì)時(shí)間積分,由於B和UC都是交流的,積分常數(shù)取為零.整理後得UC=(N2s/R2C)B(6)其中N2,s,R2和C皆為常數(shù),可見(jiàn)B和UC成正比.也就是示波器垂直方向的偏振大小(UC)與磁感強(qiáng)

5、度(B)成正比.至此,我們可以看出在磁化電流變化的週期內(nèi),示波器的光點(diǎn)將會(huì)描繪出一條完整的磁滯曲線(xiàn).以後每個(gè)週期都重複此過(guò)程,結(jié)果在示波器上可看到一穩(wěn)定的磁滯曲線(xiàn)圖形.以上各量的單位：電阻為歐姆，長(zhǎng)度為公尺，面積為，電容為F，電壓為V，H為A/m，B為T(mén)esla.實(shí)際的線(xiàn)路圖如圖三,為了使R1上的電位降U1與電流i1兩者的瞬間值成正比(相位相同),R1必須是無(wú)感或電感極小的電阻.可調(diào)功率交流電源供應(yīng)器(包括訊號(hào)產(chǎn)生器和功率放大器)控制磁化電流的大小與頻率。[實(shí)驗(yàn)步驟]1.顯示和觀(guān)察動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)a.按圖三所示接線(xiàn).接好後找助教檢查線(xiàn)路.b.調(diào)整起始電流i1為5

6、00mA,將示波器光點(diǎn)調(diào)整至螢?zāi)恢醒?逐漸增大磁化電流,使磁滯曲線(xiàn)上的B值能達(dá)到飽和得到如圖一的完整曲線(xiàn)圖形.記錄此時(shí)的磁化電流I的大小.2.測(cè)量動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)a.先做消磁動(dòng)作.(考慮為什麼要消磁,如何進(jìn)行?)b.調(diào)整不同頻率,U1,Uc,特別注意曲線(xiàn)頂點(diǎn),剩磁與抗磁力三個(gè)點(diǎn)的讀數(shù).並利用(6)式求出B,H值.　[數(shù)據(jù)處理]1.繪動(dòng)態(tài)磁滯曲線(xiàn)圖,座標(biāo)分別以Tesla和A/m為單位.從曲線(xiàn)上定出Bs,Br及Hc值.　[問(wèn)題]1.根據(jù)圖三線(xiàn)路上標(biāo)示出的元件參數(shù),估算R2與C的電壓降之比,分析（3）式中忽略Uc會(huì)帶來(lái)多大誤差?(利用Uc=Ic/(2πfC))2.磁化

7、電流值相同但不同頻率時(shí)，磁場(chǎng)曲線(xiàn)有何不同？