物理實(shí)驗(yàn)磁滯回線講義

1、【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)處理】實(shí)驗(yàn)材料：FeCoVSiB非晶合金薄帶，帶寬b=1.55mm,帶厚b=40p m 校準(zhǔn)儀器常數(shù)用標(biāo)準(zhǔn)互感：互感系數(shù)（亨） M 0=5.09 10-5.觀察材料形狀對磁化的影響樣品：條形，1長3cm, 2長6.5cm；磁化螺線管磁場強(qiáng)度：（U為示波器X軸讀數(shù)）；H=4.55 X03 U/R0探測線圈匝數(shù)：N2=150匝（附補(bǔ)償線圈）。由Ko =用示波器觀察兩樣品在同一頻率和最大磁場下磁滯回線，記錄相當(dāng)于各樣品的矯 頑力Hc、飽和磁化強(qiáng)度Ms、乘除磁化強(qiáng)度Mr和最大磁化強(qiáng)度的讀數(shù)Mm,比較兩 樣品的矩形度Mr/M so測算每個(gè)樣品，將K1接校準(zhǔn)一方（即接通標(biāo)準(zhǔn)互感），記 錄示

2、波器顯示圖形X,Y的峰值，用式（6）計(jì)算儀器常數(shù)K0,用公式（11）計(jì)算相 應(yīng)的Mm、Mr,用以上磁場（由Ko =樣品U(Hc)U(Ms)U(Mr)U(Mm)Ux(K0)Uy(K0)3.5cm0.060.30.16 J0.320.560.86.5cm0.060.250.150.260.560.7數(shù)據(jù)如下：單位（V）U。M oi 0Uy RMo Ux得短樣品 Ko = 6.17 X104 V/Wb 長樣品 K0 = 5.40 X104 V/Wb又由M(t)=又由M(t)=U(t)uo Ko N2 S其中 闈=4 兀 X10-7 H/m N2 = 150 匝 S = bd = 6.2 X10-9

3、m2H=4.55 X03 U/R0樣品Mm(A/m)Mr(A/m)Ms(A/m)Mr/MsHc3.5cm4.44 X1052.22 X1054.16 X1050.53124.0916.5cm4.11 X1052.38 X1053.96 X1050.60124.09由以上數(shù)據(jù)對比可知，樣品的長度會影響樣品的磁性。.觀測外加應(yīng)力對磁化的影響：樣品：條形，上端固定，下端吊有秤盤；磁化螺線管的磁場強(qiáng)度：（附補(bǔ)償線圈）H=1.47M04U.R在秤盤上加不同重力整碼（不加、加 50克、加100克），在同一頻率和最大磁場下用示波器觀察各自的磁滯回線，記錄 Mm、Hc、M r的值，N2=200匝，用公式（11

4、）計(jì)算Mm、Mr,用本組磁場強(qiáng)度公式計(jì)算Hc。單位：V整碼U(Hc)U(Mr)U(Mm)Ux(K0)Uy(K0)50g0.0910.170.34r 0.560.7100g0.080.150.300.540.45由 K0 = U0-由 K0 = U0-=0 M0i0得，50g：100g：又由M(t)=Uy Rm0 UxK0 = 5.40 X104 V/WbK0 = 5.20 X104 V/WbU(t)U0K0N2 sX10X10-9 m2其中 闈=4 兀 X 10-7 H/m N2 = 200 匝 S = bd = 6.2H=4.55 X03 U/R0覆整碼Mm(A/m)Mr(A/m)Hc50g

5、4.04 X1052.02 X105601.36100g3.70 X1051.85X105534.55整碼重量不同，應(yīng)力大小不相等，磁彈性能也不同.環(huán)形樣品的磁滯回線隨外加磁場的變化和交流磁化曲線樣品尺寸：內(nèi)徑 d1=7.54mm,外徑 d2=7.66mm, h=1.55mm；磁化線圈：匝；探測線圈：N1=150匝N 2=20匝測試：在固定頻率下，用示波器觀察磁場從零開始變化對磁滯回線的影響，記錄各回線的最大點(diǎn)x, y值，分別用公式（2）、（7）計(jì)算磁場H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B值, 并繪制B-H曲線（換向磁化曲線），由B-H曲線計(jì)算最大磁導(dǎo)率 叩=（B/仙附） max, n的真空磁導(dǎo)率。MU1=引導(dǎo)

6、6.1104 V/WbX(mV)1.62.02.433.644.44.8Y(mV)2.73.13.54.467.59.613.0X(mV)5.05.45.66.07.08.09.010.0Y(mV)15.018.020.021.622.823.023.223.2_ _B_產(chǎn)70HH(10-8 A/m)5.076.357.629.5211.412.714.015.2B(10-11 T)2.38r 2.733.083.87P 5.28 16.608.45；11.4a (H/m)373.6342.1321.7323.5368.6413.6480.3596.8H(10-8 A/m)15.817.117

7、.719.022.2225.428.631.7B(10-11 T)13.2卜5.817.619.020.1 ；20.220.420.4a (H/m)664.8735.3791.3795.8719.9632.9567.6512.1由B-H曲線可估測，最大磁導(dǎo)率 叩約為795.8 H/m4.觀察頻率對功耗的影響4.觀察頻率對功耗的影響環(huán)形樣品：在相同磁場幅值下測四個(gè)同頻率(300-600HZ)的磁滯回線的面積，用 計(jì)算機(jī)采樣，計(jì)算、記錄面積。參照思考題 3討論頻率f對功耗的影響。注：每個(gè)磁滯回線在讀數(shù)前先把磁場調(diào)到最大，參照圖7調(diào)節(jié)儀器上標(biāo)有？的電位器以消除H與B或M的相位差。仁300葉的巴松巴A

8、reaPeak atWidtti Height208 1295203040H /(10 AMI)仁300葉的巴松巴AreaPeak atWidtti Height208 1295203040H /(10 AMI)Integration of f=300:i = 1 A 8 k = -5.71 - 5.7135 511.42 18.5300Hz:K0= 8.14 X104 V/WbH(10-7A/m)-5.71-4.44018.435.58.886.985.71B(10-9T)：01.191.451.721.851.390.66：0W = 2.08 X10-14 J400Hz:K0= 7.89

9、X104 V/WbH(10-7 A/m)-9.52-6.35028.650.117.812.79.52B(10-9 T)01.361.571.771.841.500.890f=400時(shí)的功耗圖Integration of f=400: i i = 1 - 8f=400時(shí)的功耗圖x = -9 52 - 9.52AreaPeak al Width Height365,938150119.05 19410 Q 1。 弱 M 40 R365,938150119.05 194A/m)W = 3.66 X10-14 J500Hz:K0= 7.68 X104 V/WbH(10-7 A/m)-15.9-6.3

10、5060.382.534.923.815.9B(10-9 T)：01.331.471.751.821.470.98：020- r15-T20- r15-T10 -3r仁500收的功耗圖I i = 1 4A 8x = -15.9 - 15.9AreaPeak at Width Height561.802532.522 25 18.2*2002。3 曲 的口H/(lO r A/m)W = 5.62 X10-14 J600Hz:K0= 6.73 X104 V/WbH(10-7A/m)-31.7-9.52063.514063.547.631.7B(10-9T)01.281.441.751.841.28

11、1.040由上圖可見，功率f越大，B-H圖面積越大，損耗功率越大【思考題】.放大積分器的裝置常數(shù)與哪些因素有關(guān)？調(diào)相移、磁場、外加應(yīng)力以及更換樣 品，什么情況下必須重新校準(zhǔn)？這問題在實(shí)驗(yàn)中要特別注意。答：放大積分的裝置常數(shù)與相移、樣品、磁場大小有關(guān)。調(diào)整相移、磁場、外 加應(yīng)力以及更換樣品都需要重新校準(zhǔn)。.為什么樣品形狀對磁滯回線和磁參量有影響？什么參量與形狀無關(guān)？為什么？答：樣品的橫截面積改變磁通量的大小，所以對磁參量有影響。形狀影響面積, 即磁通量的大小，凡是與面積無關(guān)的參量都與形狀無關(guān)。.磁滯損耗功率隨頻率增大，是否與頻率成正比？為什么？答：損耗功率是一秒內(nèi)損耗的電磁能，磁化體單位體積試樣一周期損耗的電磁 能量等于磁滯回線的面積，即磁滯損耗應(yīng)該與頻率成正比。但實(shí)驗(yàn)中可能由 于精度問題導(dǎo)致不成正比，但還是顯著增大。