鐵磁材料磁滯回線和基本磁化曲線的測量

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)26鐵磁材料磁滯回線和基本磁化曲線的測量鐵磁材料磁滯回線和基本磁化曲線的測量鐵磁性材料分為硬磁材料和軟磁材料。軟磁材料的矯頑力小于100Am，常用于電機(jī)、電力變壓器的鐵芯和電子儀器中各種頻率小型變壓器的鐵芯。鐵磁材料的磁化過程和退磁過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度是非線性變化的，磁滯回線和基本磁化曲線是反映軟磁材料磁性的重要特性曲線。矯頑力、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、初始磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率、磁滯損耗等參數(shù)均可以從磁滯回線和基本磁

2、化曲線上獲得，這些參數(shù)是磁性材料研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的總要依據(jù)。采用直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁化場對材料樣品反復(fù)磁化測出的磁滯回線稱為靜態(tài)磁滯回線；采用交變勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁化場對材料樣品反復(fù)磁化測出的磁滯回線稱為動(dòng)態(tài)磁滯回線。本實(shí)驗(yàn)利用交變勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁場對不同性能的鐵磁材料進(jìn)行磁化，測繪基本磁化曲線和動(dòng)態(tài)磁滯回線。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹竣倭私庥檬静ㄆ黠@示和觀察動(dòng)態(tài)磁滯回線的原理和方法。②掌握測繪鐵磁材料動(dòng)態(tài)磁滯回線和基本磁化曲線的原理和方法，加深對鐵磁材料磁

3、化規(guī)律的理解。③學(xué)會(huì)根據(jù)磁滯回線確定矯頑力、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁滯損耗等磁化參數(shù)?！緦?shí)驗(yàn)儀器與用具】FB310型動(dòng)態(tài)磁滯回線實(shí)驗(yàn)儀，雙蹤示波器，導(dǎo)線?！緦?shí)驗(yàn)原理】1磁性材料的磁化特性及磁滯回線研究磁性材料的磁化規(guī)律時(shí)，一般是通過測量磁化場的磁場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度之HB間的關(guān)系來進(jìn)行的。鐵磁性材料磁化時(shí)，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度要隨磁場強(qiáng)度變化而變化。BH但是與之間的函數(shù)關(guān)系是非常復(fù)雜的。主要特點(diǎn)如下：BH（1）當(dāng)磁性材料從未磁化狀態(tài)（

4、=0且=0）開始磁化時(shí)，隨的增加而非線HBBH性增加由此畫出的曲線稱為起始磁化曲線，如圖3.26.1（Oa）段曲線。起始磁化曲HB?線大致分為三個(gè)階段，第一階段曲線平緩，第二階段曲線較陡，第三階段曲線又趨于平緩。最后當(dāng)增大到一定值后，增加十分緩慢或基本不再增加，這時(shí)磁化達(dá)到飽和HmHB狀態(tài)，稱為磁飽和。達(dá)到磁飽和時(shí)的和分別稱為飽和磁場強(qiáng)度和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，mHsB對應(yīng)圖3.26.1中的點(diǎn)。aoH3eBHH1H2μcoHμμm圖3.26.

5、2磁滯回線和基本磁化曲線圖3.26.3磁導(dǎo)率曲線（4）當(dāng)鐵磁材料沿著磁滯回線經(jīng)歷磁化→去磁→反向磁化→反向去磁的循環(huán)過程中，由于磁滯效應(yīng)，要消耗額外的能量，并且以熱量的形式耗散掉。這部分因磁滯效應(yīng)而消耗的能量，叫做磁滯損耗。材料磁化，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí)，磁場對單位體積磁性材料做dB功為，磁場變化一個(gè)周期，磁場做功為，所以一個(gè)循環(huán)過程中的磁滯損HdB??HdBW耗正比于磁滯回線所圍的面積。磁滯損耗在交流電路中磁滯損耗是十分有害的，必須盡量減

6、小。要減小磁滯損耗就應(yīng)選擇磁滯回線狹長、包圍面積小的鐵磁材料。如圖3.26.4所示，工程上把磁滯回線細(xì)而窄、矯頑力很小的鐵磁材料稱為軟磁材料；把磁滯回線寬、矯頑力大的鐵磁材料稱為硬磁材料。圖3.26.4軟磁材料（左）和硬磁材料（右）（5）磁滯回線和各種磁化曲線都與交流磁場的頻率有關(guān)。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量，初級線圈需要通過交流點(diǎn)，對于工作在50Hz工頻的硅鋼片，可以用變壓器將220V市電降壓后使用，對其他頻率的測量，可以用專用電源或帶有功率輸出