1、 發(fā)電機發(fā)電機磁存儲器磁存儲器磁懸浮列車磁懸浮列車司南司南核磁共振儀核磁共振儀變壓器變壓器第1頁/共18頁一、實驗?zāi)康? 1、了解鐵磁材料的磁化規(guī)律、了解鐵磁材料的磁化規(guī)律 2 2、理解鐵磁材料的幾個基本概念、理解鐵磁材料的幾個基本概念掌握磁滯回線與磁化曲線的測定方法掌握磁滯回線與磁化曲線的測定方法 第2頁/共18頁二、儀器用具FB310CFB310C磁滯回線組合實驗儀磁滯回線組合實驗儀第3頁/共18頁三、實驗原理1 1、磁性材料、磁性材料( (磁介質(zhì)磁介質(zhì)) )處在磁場中與磁場發(fā)生相互作用能夠被磁化的物質(zhì)處在磁場中與磁場發(fā)生相互作用能夠被磁化的物質(zhì)順磁質(zhì)順磁質(zhì)：氮、氧、鋁、鉻等氮、氧、鋁、鉻

2、等( (r r11，BB與與B B0 0同向，弱磁性同向，弱磁性) )抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)：金、銀、銅、鉛等金、銀、銅、鉛等( (r r111，BB與與B B0 0同向，強磁性同向，強磁性) )軟磁軟磁：變壓器鐵芯等變壓器鐵芯等( (矯頑力、剩磁、磁滯損耗小矯頑力、剩磁、磁滯損耗小) )硬磁硬磁：永久磁鐵等永久磁鐵等( (矯頑力、剩磁、磁滯損耗大矯頑力、剩磁、磁滯損耗大) )矩磁矩磁：錳鎂鐵氧體等錳鎂鐵氧體等( (剩磁與飽和磁感應(yīng)強度相等剩磁與飽和磁感應(yīng)強度相等) )分分類類磁導(dǎo)率高、磁滯性、居里點磁導(dǎo)率高、磁滯性、居里點第4頁/共18頁2 2、鐵磁材料的磁化規(guī)律、鐵磁材料的磁化規(guī)律磁性材料的磁感應(yīng)強

3、度磁性材料的磁感應(yīng)強度B B隨磁場強度隨磁場強度H H變化的曲線變化的曲線稱為稱為磁化曲線磁化曲線，也叫，也叫BHBH曲線，它們之間的關(guān)系曲線，它們之間的關(guān)系為為B=B=HH。然而鐵磁材料的磁導(dǎo)率。然而鐵磁材料的磁導(dǎo)率不是常量，不是常量，因此因此B B與與H H是非線性關(guān)系。是非線性關(guān)系。 BmaxB曲線HBMNPHOHmaxO曲線H磁化曲線是用來描述鐵磁性物質(zhì)磁化特性的。磁化曲線是用來描述鐵磁性物質(zhì)磁化特性的。第5頁/共18頁(1)(1)鐵磁材料的鐵磁材料的起始磁化曲線起始磁化曲線對處于磁中性對處于磁中性(B=H=0)(B=H=0)的鐵磁材的鐵磁材料進行磁化，料進行磁化，B B隨隨H H變化

4、并在某時變化并在某時B B達到飽和時的曲線。達到飽和時的曲線。B HO B=H(2)(2)鐵磁材料的鐵磁材料的磁滯回線磁滯回線磁滯現(xiàn)象磁滯現(xiàn)象磁性材料在交變磁場中反復(fù)磁化，其磁性材料在交變磁場中反復(fù)磁化，其B-HB-H關(guān)系曲線關(guān)系曲線是一條封閉的曲線，這條曲線就叫磁滯回線。是一條封閉的曲線，這條曲線就叫磁滯回線。磁滯回線磁滯回線磁性材料中磁感應(yīng)強度磁性材料中磁感應(yīng)強度B B的變化總是落后于外磁場的變化總是落后于外磁場變化的現(xiàn)象。變化的現(xiàn)象。第6頁/共18頁BHo.ab.s.c.sc.sBsH.dsBs-H.鐵磁材料的磁滯回線鐵磁材料的磁滯回線起始磁化曲線起始磁化曲線飽和磁感應(yīng)強度飽和磁感應(yīng)強度

5、B Bs sr r剩余磁感應(yīng)強度剩余磁感應(yīng)強度矯頑力矯頑力H Hc c.rc.磁滯回線的特點磁滯回線的特點磁飽和性、磁滯性、不可逆性、中心對稱性、磁飽和性、磁滯性、不可逆性、中心對稱性、存在居里點。軟磁磁滯回線較窄，硬磁磁滯回線較寬存在居里點。軟磁磁滯回線較窄，硬磁磁滯回線較寬磁滯回線磁滯回線頂點頂點第7頁/共18頁(3)(3)鐵磁材料的鐵磁材料的基本磁化曲線基本磁化曲線對同一鐵磁材料從磁中性時由交變磁場由弱到強對同一鐵磁材料從磁中性時由交變磁場由弱到強依次進行磁化，可得到面積由小到大的一簇磁滯回依次進行磁化，可得到面積由小到大的一簇磁滯回線，將各條回線的頂點連接起來所得的曲線線，將各條回線的

6、頂點連接起來所得的曲線基本的磁化曲線基本的磁化曲線飽和的磁滯回線飽和的磁滯回線( (面積不再增加面積不再增加) )磁滯回線磁滯回線基本磁化曲線與起始磁化曲線差別很小基本磁化曲線與起始磁化曲線差別很小 ( (磁性材料在磁中性下磁化時，基本磁化曲線就是起始磁化曲線磁性材料在磁中性下磁化時，基本磁化曲線就是起始磁化曲線) )第8頁/共18頁(4)(4)鐵磁材料的鐵磁材料的磁滯損耗磁滯損耗Ph=fVHdB= Ch f Bm nVB Bmm為磁感應(yīng)強度的最大值，為磁感應(yīng)強度的最大值，C Ch h為磁滯損耗系數(shù)，一般為磁滯損耗系數(shù)，一般n=1.6n=1.62.32.3。鐵磁材料置于交變磁場中，材料被反復(fù)交

7、變磁化，鐵磁材料置于交變磁場中，材料被反復(fù)交變磁化，磁疇互相不停地摩擦而消耗能量，并以產(chǎn)生熱量磁疇互相不停地摩擦而消耗能量，并以產(chǎn)生熱量的形式表現(xiàn)出來，造成的損耗為的形式表現(xiàn)出來，造成的損耗為磁滯損耗磁滯損耗。( (鐵磁材料的磁介質(zhì)分子間有較強的耦合作用，使內(nèi)部有許多帶有一定取向自發(fā)磁鐵磁材料的磁介質(zhì)分子間有較強的耦合作用，使內(nèi)部有許多帶有一定取向自發(fā)磁化的小區(qū)域，稱為磁疇化的小區(qū)域，稱為磁疇) )可以證明，磁滯損耗與磁滯回線所圍面積成正比可以證明，磁滯損耗與磁滯回線所圍面積成正比。磁滯損耗用磁滯損耗用p ph h表示，它與磁場交變的頻率表示，它與磁場交變的頻率f f、鐵心、鐵心的體積的體積V

8、 V和磁滯回線的面積和磁滯回線的面積HdBHdB成正比，即成正比，即第9頁/共18頁3 3、測定磁滯回線與磁化曲線的基本原理、測定磁滯回線與磁化曲線的基本原理本實驗采用本實驗采用非電量的電測法非電量的電測法，將不易測量的磁學(xué)，將不易測量的磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為易于測量的電學(xué)量。量轉(zhuǎn)換為易于測量的電學(xué)量。磁滯回線實驗儀原理電路圖磁滯回線實驗儀原理電路圖第10頁/共18頁 N=50N=50匝，匝， L=60mmL=60mm，R R1 1=2.5=2.5，由，由U UH H可以確定可以確定H H。C C2 2 = 20F = 20F，R R2 2=10k=10k，n =150n =150匝，匝，S = 80m

9、mS = 80mm2 2，由由U UB B可以確定可以確定B B。待測樣品為待測樣品為EIEI型矽鋼片，型矽鋼片，NN為勵磁繞組，為勵磁繞組，n n為用來測為用來測 量磁感應(yīng)強度量磁感應(yīng)強度B B而設(shè)置的繞組。而設(shè)置的繞組。R R1 1為勵磁電流取樣為勵磁電流取樣 電阻，根據(jù)電阻，根據(jù)安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律，樣品的磁化場強為：，樣品的磁化場強為： 根據(jù)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律，樣品的磁感應(yīng)強度瞬時值，樣品的磁感應(yīng)強度瞬時值 B B與由測量繞組與由測量繞組n n、R R2 2和和C C2 2所組成的電路有關(guān)：所組成的電路有關(guān)：第11頁/共18頁四、實驗內(nèi)容1 1、觀察鐵磁材料的

10、磁滯回線、觀察鐵磁材料的磁滯回線2 2、測繪鐵磁材料的飽和磁滯回線、測繪鐵磁材料的飽和磁滯回線3 3、測繪鐵磁材料的基本磁化曲線、測繪鐵磁材料的基本磁化曲線第12頁/共18頁勵磁勵磁電壓電壓U(V)頻率頻率f(HZ)矯頑力矯頑力HC(A/m)剩磁剩磁Br(T)磁場強度磁場強度Hm(A/m)磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度Bm(T)磁滯損耗磁滯損耗(J/m3)相位差相位差H-B(度度)樣品樣品1樣品樣品2 樣品樣品1樣品樣品2 樣品樣品1樣品樣品2 樣品樣品1樣品樣品2 樣品樣品1樣品樣品2 樣品樣品1 樣品樣品2 樣品樣品1 樣品樣品20.51.01.21.51.82.02.22.52.83.0備注備注L

11、=60mm，S = 80mm2，N=50匝，匝，n =150匝，匝，R2=10k，C2 = 20F，R1=2.5 五、數(shù)據(jù)記錄表格磁滯回線實驗數(shù)據(jù)記錄表磁滯回線實驗數(shù)據(jù)記錄表 第13頁/共18頁第14頁/共18頁六、實驗步驟1 1、實驗系統(tǒng)的準備與電路的連接、實驗系統(tǒng)的準備與電路的連接1010、逐次增加勵磁電壓的幅度，重復(fù)第、逐次增加勵磁電壓的幅度，重復(fù)第5 5步到第步到第9 9步，并記錄數(shù)據(jù)步，并記錄數(shù)據(jù) 3 3、實驗參數(shù)的設(shè)置、實驗參數(shù)的設(shè)置( (實驗儀實驗儀R R1 1=2.5,U=0V)=2.5,U=0V)4 4、對樣品進行退磁處理，而后把勵磁電壓調(diào)到、對樣品進行退磁處理，而后把勵磁電

12、壓調(diào)到0.5V0.5V5 5、連續(xù)按實驗儀面板、連續(xù)按實驗儀面板功能鍵功能鍵7 7次，直到液晶顯示屏顯示次，直到液晶顯示屏顯示采樣數(shù)采樣數(shù)n n 與信號與信號頻率頻率f f的數(shù)值為止的數(shù)值為止, ,并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)6 6、再按、再按功能鍵功能鍵1 1次，顯示次，顯示矯頑力矯頑力與與剩磁剩磁的數(shù)據(jù)，并記錄的數(shù)據(jù)，并記錄7 7、再按、再按功能鍵功能鍵1 1次，顯示次，顯示H Hmm與與B Bmm的數(shù)據(jù)，并記錄的數(shù)據(jù)，并記錄8 8、再按、再按功能鍵功能鍵1 1次，顯示次，顯示磁滯損耗磁滯損耗與與H-BH-B的數(shù)據(jù)，并記錄的數(shù)據(jù)，并記錄11 11、繪制飽和的磁滯回線與基本的磁化曲線圖，并標注相關(guān)參數(shù)、繪制飽和的磁滯回線與基本的磁化曲線圖，并標注相關(guān)參數(shù)1212、實驗儀器的整理、實驗儀器的整理2 2、打開儀器電源開關(guān)，屏幕顯示、打開儀器電源開關(guān)，屏幕顯示“歡迎使用磁滯回線測試儀歡迎使用磁滯回線測試儀”9 9、按下、按下復(fù)位鍵復(fù)位鍵，屏幕再次顯示，屏幕再次顯示“歡迎使用磁滯回線測試儀歡迎使用磁滯回線測試儀”第15頁/共18頁七、注意事項2 2、實驗前必須將待測材料預(yù)先退磁、實驗前必須將待測材料預(yù)先退磁3 3、勵磁電壓在實驗過程中不可時增時減、勵磁電壓在實驗過程中不可時增時減1 1、接線時注意、接線時注意GNDGND接地線