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大学物理实验 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
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实验意义 磁性材料的广泛应用
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描述铁磁性材料性质的主要参数： 内禀磁性： 饱和磁化强度； 居里温度； 磁晶各向异性； 磁致伸缩系数； 技术磁性： 磁导率； 矫顽力； 剩余磁化强度； 损耗；
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试验目的 了解用示波器法显示动态磁滞回线的基本原理，认识铁磁物质的磁化规律。 测定样品的基本磁化曲线，作 曲线。 测定样品的 等参数。
测定样品的基本磁化曲线，作 曲线。 测定样品的 等参数。 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。
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实验原理 硬磁材料 硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽力较大（在 A/M，甚至更高），因而磁化后，它的磁感应强度能保持，适宜于制作永久磁铁。
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软磁材料 软磁材料（如硅钢片）的磁滞回线窄，矫顽力小（一般小于120A/M），但它的磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，通常用于制造电机、变压器和电磁铁。
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磁滞回线 一块从未被磁化过的材料磁化时，当H由0开始逐步增加至最大值H，B也由0开始逐渐增加，由此画出B~H曲线，O~a称为起始磁化曲线。 磁化过程中材料内部发生的过程是不可逆的。当磁场由饱和时的H减少至0，B并非沿原来的磁化曲线返回，而是滞后于H的变化，当H=0时，B=Br称为剩余磁感应强度，要想使B为0，就必需施加一反向磁场-Hc。Hc称为矫顽力。
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起始磁化曲线和磁滞回线
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示波器显示样品磁滞回线的实验原理 只要设法使示波器X 轴输入正比于被测样品中的H，使Y 轴输入正比于样品的B , 保持H和B为样品中的原有关系就可在示波器荧光屏上如实地显示出样品的磁滞回线。怎样才能使示波器的X轴输入正比于H , Y轴输入正比于B 呢？观察和测量磁滞回线和基本磁化曲线的线路如图3所示，N为励磁绕组，n为用来测量磁感应强度B而设置的绕组。R1为励磁电流取样电阻。
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图3 磁滞回线测试原理图
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由输入交变电压U和安培环路定理得到磁场强
度： 由上式可知 ，加到示波器X轴的电压U1能够 反映H交变的H使样品中产生交变的磁感应强度B 。 假设被测样品的截面积是S ，由法拉第电磁感应定 律可知，在副线圈中将产生感应电动势 我们选取足够的RC，根据电磁感应定律，我们最 后得到： 表明电容器上的电压可确定B
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故只要将U1和UC分别接到示波器的X轴与Y轴入，则
在荧光屏上扫描出来的图形就能如实地反映被测样品 的磁滞回线。依次改变U1 (从零递增)值。便可得到一 组磁滞回线。 各条磁滞回线顶点的连线便是基本磁化曲线。本实验 的任务之一是定出各顶点所代表的U1和UC的值（即H 和B的值），画出基本磁化曲线
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试验电路示意图
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实验仪器 磁滞回线实验组合分为实验仪和测试仪两大部分。
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实验操作 电路连接：选样品1按实验仪上所给的电路图连接线路，并令R1＝2.5Ω，“U选择”置于O位。UH和U2（即U1和U2）分别接示波器的“X输入”和“Y输入”，插孔⊥为公共端。 样品退磁：开启实验仪电源，对试样进行退磁，即顺时针方向转动“U选择”旋钮，令U从0增至3V，然后逆时针方向转动旋钮，将U从最大值降为O 观察磁滞回线：开启示波器电源，令光点位于坐标网格中心，令U＝2.2V，并分别调节示波器x和y轴的灵敏度，使显示屏上出现图形大小合适的磁滞回线
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实验操作 观察基本磁化曲线，按步骤2对样品进行退磁，从U＝0开始，逐档提高励磁电压，将在显示屏上得到面积由小到大一个套一个的一簇磁滞回线。这些磁滞回线顶点的连线就是样品的基本磁化曲线，借助长余辉示波器，便可观察到该曲线的轨迹。 测绘μ－H曲线 。 令U＝3.0V，R1＝2.5Ω测定样品1的和［BH］等参数 整理仪器
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注意事项 按常规操作至（显示H与B的相位差）后，磁滞回线采样数据将自动消失，必须重新进行数据采样。
如按仪器事先设定值输入N、L、n、S、R1、R2、C2、H与B的倍数代号等参数，则不必按确认键；如要改写上述参数，则改写后，务必按确认键，才能将数据输入测试仪。 按常规操作至（显示H与B的相位差）后，磁滞回线采样数据将自动消失，必须重新进行数据采样。 测试过程中如测试仪显示“COU”字符，表示应继续按动功能键。
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作业布置 什么是磁化过程的不可逆性？ 试根据本实验的操作与学习，设计出一个求误差 值的计算方法。 完成本实验的实验报告。
预习下一个实验并撰写实验预习报告。
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