41 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线 铁磁材料应用广泛,从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料的主要特征。根据磁滞回线的不同,可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于矫顽磁力Hc 的大小不同。硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力大(大于 102A/m),因而磁化后, 其磁感应强度可长久保持,适宜做永久磁铁。软磁材料的磁滞回线窄,矫顽磁力Hc 一般小于102A/m,但其磁导率和饱和磁感强度大,容易磁化和去磁,故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。 本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线,以加深对材料磁特性的认识。 【实验目的】 1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念,加深对铁磁材料的主要物理量:矫顽力、 剩磁和磁导率的理解。 2、学会用示波器法观测基本磁化曲线和磁滞回线。 3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度 Bs、剩磁 Br 和矫顽力 Hc 的数值。 4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别。 5、改变不同的磁性材料,比较磁滞回线形状的变化。 【实验仪器】 DH4516N 型动态磁滞回线测试仪,示波器。 【实验原理】 1、磁化曲线 如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质,则磁场将明显增强,此时铁磁物质中的磁 感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍,甚至在千倍以上。铁磁物质内部的磁 场强度 H 与磁感应强度 B 有如下的关系: B=μ H 对于铁磁物质而言,磁导率 μ 并非常数,而是随 H 的变化而改变的物理量,即 μ =f(H), 为非线性函数。所以如图 1 所示,B 与 H 也是非线性关系。 铁磁材料的磁化过程为:其未被磁化时的状态称为去磁状态,这时若在铁磁材料上加 一个由小到大的磁化场,则铁磁材料内部的磁场强度 H 与磁感应强度 B 也随之变大,其 B-H 变化曲线如图 1 所示。但当 H 增加到一定值(Hs)后 ,B 几乎不再随 H 的增加而增加, 说明磁化已达饱和,从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。如图 1 中的 OS 端曲线所示。 图 1 磁化曲线和μ ~H 曲线 2、磁滞回线 当铁磁材料的磁化达到饱和之后,如果将磁化场减少,则铁磁材料内部的 B 和 H 也随之减少,但其减少的过程并不沿着磁化时的 OS 段退回。而且当磁化场撤消,H=0 时 ,磁感应强度仍然保持一定数值 B=Br,称为剩磁(剩余磁感应强度),如图 2 所示...
