动态磁滞回线 (2)

线上的磁感应强度B达到饱和 (即H值达到足够高时，曲线有变平坦的趋势，这一状态属饱和)。磁化电流的频率f取50Hz左右。示波器的X轴和Y轴分度值调整至适当位置，使磁滞回线的Bm和Hm值尽可能充满整个荧光屏，且图形为不失真的磁滞回线图形。

3．记录磁滞回线的顶点Bm和Hm，剩磁Br和矫顽力Hc三个读数值（以长度为单位），在作图纸上画出软磁铁氧体的近似磁滞回线。

4．对X轴和Y轴进行校准。计算软磁铁氧体的饱和磁感应强度Bm和相应的磁场强度Hm、剩磁Br和矫顽力Hc。磁感应强度以T为单位，磁场强度以A/m为单位。

5. 测量软磁铁氧体的基本磁化曲线。现将磁化电流慢慢从大至小，退磁至零。从零开始，由小到大测量不同磁滞回线顶点的读数值Bi和Hi，用作图纸作铁氧体的基本磁化曲线(B?H关系)及磁导率与磁感应强度关系曲线(??H曲线)，其中?? (二) 观测硬磁Cr12模具钢(铬钢)材料的动态磁滞回线

1. 将样品换成Cr12模具钢硬磁材料，经退磁后，从零开始电流由小到大增加磁化电流，直至磁滞回线达到磁感应强度饱和状态。磁化电流频率约为f=50Hz左右。调节X轴和Y轴分度值使磁滞回线为不失真图形。(注意硬磁材料交流磁滞回线与软磁材料有明显区别，硬磁材料在磁场强度较小时，交流磁滞回线为椭圆形回线，而达到饱和时为近似矩形图形，硬磁材料的直流磁滞回线和交流磁滞回线也有很大区别。(见参考资料7)

2. 对X轴和Y轴进行校准，并记录相应的Bm和Hm,Br和Hc值，在作图纸上近似画出硬磁材料在达到饱和状态时的交流磁滞回线。 五．实验数据例（仅供参考）

铁氧体基本磁化曲线与磁滞回线的测量

测量铁氧体的基本磁化曲线时，先将样品退磁，然后从零开始不断增大电流，记录各磁滞回线顶点的B和H值，直至达到饱和。注意由于基本磁化曲线各段的斜率并不相同，一条曲线至少20余个实验数据点，实验结果如表1所示。（本示波器1div?1.00cm，估读至1/4小格，即0.05cm）。

表1 软磁铁氧体基本磁化曲线的测量

B。 HUR1/cm 0.20

H/(A/m) 4.1 UC/cm 0.10 B/mT U/cm R1 2.40 H/(A/m) 49.8 UC/cm B/mT 1.90 302 15.9 5

0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20

8.3 12.5 16.6 20.8 24.9 29.1 33.2 37.3 41.5 45.7 0.25 0.45 0.65 0.90 1.05 1.20 1.40 1.55 1.65 1.80 39.8 71.6 103 143 167 191 223 247 263 287 2.60 2.80 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.20 4.40 54.0 58.1 62.3 66.4 70.6 74.7 78.9 83.0 87.2 91.3 1.95 2.00 2.05 2.10 2.15 2.15 2.20 2.20 2.20 2.20 310 318 326 334 342 342 350 350 350 350 并且记录得到矫顽力HC在示波器上显示0.55cm，剩磁Br在示波器上显示1.00cm，饱和磁感应强度在示波器上显示2.20cm。

根据记录数据可以描画出样品的磁化曲线：

4003503002502001501005000

B(mT)2040H(A/m)6080100

铁氧体环状样品，外径?1?38.0mm，内径?2?23.0mm，高?H=10.0mm，平均周长

l???(?1??2)/2?95.8?10?3m，磁环截面积S?(?1??2)?lH/2?75?10?6m2。

示波器X轴定标：

正弦波峰峰值在示波器上读为3.00cm，用交流数字电压表测量R1两端电压得有效值为

21.1mV,U

峰-峰

=2

2.U

有效

=2

2×21.1mV=42.2

6

2mV。所以X轴灵敏度

=42.223.00=19.89mV

示波器Y轴定标：

峰峰值为4.60cm，用交流数字电压表测量电容两端电压U有效=16.2mV。 U峰-峰=22.U有效=22×16.2mV。所以Y轴灵敏度=

22?16.24.60=9.96mV。

初级线圈和次级线圈匝数相等，即N1?N2?200匝，电阻R1?2.00?,R2?51.0?103?，电容C?4.70?10?6F,所以

?N1UR1200?0.01989磁场强度H?I??UR1?20.76?UR1(A/m) ?3llR195.8?10?2.00N1R2C51.0?103?4.70?10?6?0.00996??UC?UC?0.1534?UC(T)?159.2Uc?mT? 磁感应强度B??6N2S200?75?10根据上面记录数据得到：矫顽力 HC?20.76?0.505?11.4A/m 剩磁 Br?1.00?159.2?159mT

饱和磁感应强度 Bm?159.2?2.20?350mT

六．思考题

1. 在公式(3)中，UC??R2i2时可将UC忽略，E2?R2i2。考虑一下，由这项忽略引起的不确定度有多大？

2. 在测量B?H曲线过程，为何不能改变X轴和Y轴的分度值？

3. 示波器显示的正弦波电压值与交流电压表显示的电压值有何区别？两者之间如何换算？ 4. 硬磁材料的交流磁滞回线与软磁材料的交流磁滞回线有何区别？ 附录：

软磁材料和硬磁材料介绍

磁滞回线所围面积很小的材料称为软磁材料。这种材料的特点是磁导率较高，在交流下使用时磁滞损耗也较小，故常作电磁铁或永磁铁的磁轭以及交流导磁材料。如电工纯铁、坡莫合金、硅钢片、软磁铁氧体等都属于这一类。磁滞回线所围面积很大的材料称为硬磁材料，其特征常常用剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc，此两个特定点数值表示。Br和Hc大的材料可作为永久磁铁使用。有时也用BH乘积的最大值

(BH)max衡量硬磁材料的性能，称为最大磁能，硬磁材料典型例子是各种磁钢合金和永久钡铁氧体。

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