磁滞现象的微观解释实验报告

如题所述

【实验目的】
1.认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性.
2.测定样品的基本磁化曲线,作H - 曲线.
3.测定样品的Hc、Br、Bm和(Hm•Bm)等参数.
4.测绘样品的磁滞回线.
【实验原理】
1.起始磁化曲线和磁滞回线
铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材料.铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物(铁氧体)均属铁磁物质.其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率 很高.另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图2-1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线.
图2-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线 图2-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线
图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即B=H=0,当磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之缓慢上升,如线段Oa所示,继之B随H迅速增长,如ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当 H增至Hm时,B到达饱和值Bm,Oabs称为起始磁化曲线.图2-1表明,当磁场从Hm逐渐减小至零,磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点,而是沿另一条新的曲线SR下降,比较线段OS和SR可知,H减少B相应也减小,但B的变化滞后于H的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H=0时,B不为零,而保留剩磁Br.
当磁场反向从0逐渐变至-Hc时,磁感应强度B消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,Hc称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD称为退磁曲线.
图2-1还表示,当磁场按Hm→0→-Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序变化,相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDS’R’D’S变化,这闭合曲线称为磁滞回线.所以,当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁.在此过程中要消耗额外的能量,并以热的形式从铁磁材料中释放,这种损耗称为磁滞损耗,可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比.
2.基本磁化曲线
应该说明,当初始态为H=B=0的铁磁材料,在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化,可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线,如图2-2所示,这些磁滞回线顶点A1、A2、A3、…的连线为铁磁材料的基本磁化曲线,由此可近似确定其磁导率 ,因B与H非线性,故铁磁材料的 不是常数而是随H而变化(如图2-3所示).铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万,这一特点是它用途广泛的主要原因之一.
图2-3 铁磁材料μ与H关系曲线 图2-4 不同铁磁材料的磁滞回线
可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据,图2-4为常见的两种典型的磁滞回线,其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小,是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料.而硬磁材料的磁滞回线较宽,矫顽力大,剩磁强,可用来制造永磁体.
3.利用示波器观测磁滞回线的原理
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答