磁滞回线的测量.ppt.ppt

物理实验教学中心课件 广东海洋大学 一、实验目的 铁磁材料动态磁滞回线的测量 1、了解用示波器显示与测量磁滞回线的原理。 2、掌握用数字示波器测绘铁磁材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的实验方法。 3、学会根据磁滞回线确定矫顽力、剩磁、磁滞损耗等磁化参数。 二、实验仪器介绍 三、实验原理 将样品制成闭合环形，其上绕以励磁线圈N1及副线圈N2。交流电 源u为励磁线圈供电，采样电阻R1两端电 压接示波器X输入端。副线圈与电阻R2和电容C串联成回路，C两端电压接示波器Y输入端。 1）样品内磁场强度H的测量 设环状样品平均周长为L，励磁线圈匝数为N1，励磁电流瞬时值为i1，根据安培环路定理有HL= N1 i1 ，因采样电阻R1与励磁线圈串联，其端电压u1=R1i1，有： 式中R1，L和N1皆为常数，可见，电压u1与样品内的磁场强度H成正比，只要测出u1，即可确定H。 当示波器处于X-Y显示模式时，u1接入示波器X输入端，则显示屏上光迹的水平偏转量的大小与样品内磁场强度H成正比。 2）样品内磁感应强度B的测量 交变励磁电流在样品中产生交变磁场的磁感应强度B的测量是由副线圈N2 和R2、C组成积分电路实现。 设样品的截面积为S，根据电磁感应定律，匝数为N2的副线圈中的感应电动势应为： 忽略副线圈的自感与损耗，若感应电流为i2，电容上的电量为q。则有： 在选定电路参数时，有意使R2和C都足够大，从而电容的端电压uc远小于i2R2，则（3）可近似为 比较(2)、(4)两式，不考虑(2)中的负号，有： 将(5)两边对时间积分，由于B和uc都是交变的，积分常数为0。整理后得： (6)式表明，若已知R2、C、N2、S，测量uc即可确定B。如果将 uc 接入示波器的Y输入端，则示波器显示屏上光迹的垂直偏转量与样品内的磁感应强度成正比。 3）磁滞回线的示波器显示 根据上述原理，将与样品内磁场强度成正比的u1信号连接到处于X-Y显示方式的示波器X输入端，同时将与样品内磁感应强度成正比的uc信号连接到示波器Y输入端，在励磁电流交替变化的一个周期内，示波器显示屏上的光迹将划出一条完整闭合的磁滞回线。每个周期都重复这一显示过程，这样显示屏上就出现一个稳定的磁滞回线图形。 4）磁滞回线上各点的 u1值和uc值的测量 由示波器显示的磁滞回线图上任一点对应的u1和uc值，在时间上是同一时刻的两个信号的瞬时电压值。用DS1062E-EDU数字示波器测量磁滞回线时，可把示波器切换到Y-T模式，用测量光标测出同一时刻构成磁滞回线的两个信号波形各自的瞬时电压u1和uc ，就得到磁滞回线上一个点的一组原始测量数据。在一个信号周期内选择N个时刻，测量出每个时刻对应的两个信号瞬时电压，从而得到N个点的原始测量测量数据。 1、仪器连接：磁滞回线实验盒Ux、 Uy输出端分别连接示波器的CH1信道、CH2信道。将实验盒上的元件参数纪录到表1中。 四、实验内容 3、调节观察磁滞回线：把实验盒电源变压器输出档位开关掷向“12”，输出辅助开关掷向“1”，将其接通电源插座；示波器屏幕将出现磁滞回线图形；若图形的大小不合适，可配合“CH1” 或“CH2”键调节“VERTICAL”控制区的“SCALE”旋钮使图形大小合适。 ?2、开启示波器并检查仪器设置状态：接通示波器电源开关启动示波器，进入工作状态后，将显示方式设定为“X-Y”方式 ，将两个输入端耦合方式设为“直流”，两个探头的倍率设为“×1” ??? (2)启动光标跟踪测量功能 ,在光标A信源选项中选CH1，光标B信源选项选CH2；点亮屏幕右下方的光标A提示符，调节多功能旋钮使光标A出现在屏幕上恰当位置；再点亮屏幕右下方的光标B提示符，调节多功能旋钮使光标B出现在屏幕上，并且使A、B光标的纵线精确重合。 4、用光标跟踪法测量磁滞回线 (3)点一下TRIGGER 控制区的“MENU”键，设定触发源为“CH1”；调节“LEVEL”旋钮，使屏幕左下角显示的LEVEL值为0.000V。 。 (1)示波器显示出大小合适的稳定磁滞回线后，将其切换到Y-t模式 （4）调节HORIZONGTAL控制区的“SCALE”旋钮，使屏幕上的波形数展开到大约有一个完整波左右的程度。如果此时看到的两个信号波形都很稳定且无明显噪声干扰，可按下“STOP”键锁定波形，便于进行测量。 （5）调节水平位移旋钮使波形相对光标移动到光标测量显示表上的X-A和X-B值为0.000ms的位置，纪录显示表上两路信号的瞬时电压Y-A值和Y-B值。测完第一个点后，再操作水平位移旋钮使两个波形相对光标同步平移到X-A和X-B值为0.400ms的位置，纪录第二个测点的两个瞬时电压数据。