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《霍爾法測量鐵磁材料的磁滯回線和磁化曲線》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、示范報告實驗名稱霍爾法測量鐵磁材料的磁滯回線和磁化曲線一.目的與要求1.了解產(chǎn)生霍爾效應的機理。2.了解用霍爾效應測量磁場的原理和基本方法3.認識鐵磁物質(zhì)的磁化規(guī)律，測定樣品的磁化曲線。4.測繪樣品的磁滯回線，測定樣品的Hc、Br、Hm、Bm二.原理1.鐵磁材料的磁化及磁導率鐵磁物質(zhì)的磁化過程很復雜，這主要是由于它具有磁滯的特性。一般都是通過測量磁化場的磁場強度Ｈ和磁感應強度Ｂ之間的關(guān)系來研究其磁性規(guī)律的。圖1起始磁化曲線和磁滯回線當鐵磁物質(zhì)中不存在磁化場時，Ｈ和Ｂ均為零，即圖１中Ｂ～Ｈ曲線的坐標原點０。隨著磁化場Ｈ的增加，Ｂ也隨之增加，但兩者之間不是線
2、性關(guān)系。當Ｈ增加到一定值時，Ｂ不再增加（或增加十分緩慢），這說明該物質(zhì)的磁化已達到飽和狀態(tài)。Ｈm和Ｂm分別為飽和時的磁場強度和磁感應強度（對應于圖中ａ點）。如果再使Ｈ逐漸退到零，則與此同時Ｂ也逐漸減少。然而Ｈ和Ｂ對應的曲線軌跡并不沿原曲線軌跡ａ０返回，而是沿另一曲線ａｂ下降到Ｂr，這說明當Ｈ下降為零時，鐵磁物質(zhì)中仍保留一定的磁性，這種現(xiàn)象稱為磁滯，Ｂr稱為剩磁。將磁化場反向，再逐漸增加其強度，直到Ｈ＝－Ｈc，磁感應強度消失，這說明要示范報告消除剩磁，必須施加反向磁場Ｈc。Ｈc稱為矯頑力。它的大小反映鐵磁材料保持剩磁狀態(tài)的能力。圖１表明，當磁場按Ｈm→０→
3、－Ｈc→－Ｈm→０→Ｈc→Ｈm次序變化時，Ｂ所經(jīng)歷的相應變化為Ｂm→Ｂr→０→－Ｂm→－Ｂr→０→Ｂm。于是得到一條閉合的Ｂ～Ｈ曲線，稱為磁滯回線。所以，當鐵磁材料處于交變磁場中時（如變壓器中的鐵心），它將沿磁滯回線反復被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此過程中要消耗額外的能量，并以熱的形式從鐵磁材料中釋放，這種損耗稱為磁滯損耗?？梢宰C明，磁滯損耗與磁滯回線所圍面積成正比。2.Ｂ～Ｈ曲線的測量方法將待測的鐵磁材料做成環(huán)形樣品，繞上一組線圈，在環(huán)形樣品的中間開一極窄的均勻氣隙，在線圈中通以勵磁電流，則鐵磁材料即被磁化，氣隙中的磁場應與鐵磁材料中的磁場一致
4、。如果樣品截面的線度與氣隙的寬度比例恰當，則氣隙中有一定區(qū)域的磁場是均勻的。若在線圈中通過的電流為I，則磁化場的磁場強度H為NH=Il其中N為磁化線圈的匝數(shù)，l為樣品平均磁路長度。變化通電線圈中的勵磁電流，磁場強度H也作相應的變化，用特斯拉計測得氣隙中均勻磁場區(qū)域內(nèi)的磁感應強度B與H的對應關(guān)系，即能得到該鐵磁材料的磁滯回線和磁化曲線，從中測得剩磁、矯頑力及飽和磁感應強度等表征鐵磁材料基本磁特性的物理量三.儀器HM–1霍爾法磁化曲線與磁滯回線實驗儀，其中包括：SXG–2000數(shù)字式毫特計（實驗儀的右側(cè)），量程2000mT；IS600恒流電源（實驗儀的左側(cè)）
5、，可調(diào)恒定電流0~600.0mA；實心鐵芯樣品（繞有2000匝勵磁線圈，截面長2.00cm、寬2.00cm，氣隙間隔2.0mm，樣品的平均磁路長度為24.00cm）四.實驗內(nèi)容與步驟1.鐵磁材料磁隙磁場分布的測量和樣品退磁樣品氣隙中的磁場分布與橫向位置X有關(guān)，測試時，應將毫特計的霍爾探頭置于磁感應強度最大值的均勻區(qū)域內(nèi)。我們可以測量樣品中剩磁的磁感應強度B與X的關(guān)系，來確定測試磁化曲線和磁滯回線時探頭的放置位置。轉(zhuǎn)動霍爾探頭支架上的鼓輪，將探頭平行地插入氣隙，注意不能與樣品接觸。線圈通以示范報告一定的直流電流，用毫特計沿X方向等間隔（1.0mm）測出磁場
6、分布，以均勻區(qū)域內(nèi)最大值處為測量點。由于鐵磁材料中有剩磁存在，在測量磁化曲線和磁滯回線前必須對樣品進行退磁處理。在測量點，將勵磁電流調(diào)到600mA，然后減小到零，再把電流反向，調(diào)到600mA，然后也調(diào)到零。這樣，不斷改變電流方向，同時逐漸減小勵磁電流的大小，重復上述過程直至毫特計示值為零，退磁完成。2.起始磁化曲線的測量。勵磁電流I以50mA為間隔從零開始逐漸增加，直至磁感應強度B趨向飽和，即測得起始磁化曲線。3.磁滯洄線的測量。為了得到一個中心對稱而穩(wěn)定的磁滯回線，在測量磁滯回線之前必須對樣品進行反復磁化，稱為磁鍛煉。磁鍛煉是這樣實現(xiàn)的：當測量起始磁化
7、曲線B增加得十分緩慢（即達到飽和狀態(tài)）時，勵磁電流Im，保持Im不變，把雙刀換向開關(guān)來回撥動10次即可。在拉動開關(guān)時，觸點從接觸到斷開的時間應該長些。磁鍛煉后就可以測量磁滯回線。調(diào)節(jié)勵磁電流從飽和電流Im開始，每隔50mA減小到零，然后雙刀換向開關(guān)將電流換向，電流反向從零增加（每隔50mA）到–Im，這樣使勵磁電流I經(jīng)Im→0→-Im→0→Im變化（每隔50mA），記錄相應的磁感應強度B值。由勵磁電流I可得到H。在直角坐標紙上作鐵磁材料樣品的起始磁化曲線和磁滯回線，讀出該樣品的飽和磁感應強度Bm、矯頑力HC以及剩磁Br。由于H數(shù)據(jù)有效數(shù)字比較多，在直角坐
8、標紙上畫出B~H曲線不易，我們可以作B~I曲線，二者變化規(guī)律相同，同樣在圖上可讀
