用示波器觀察鐵磁材料動態(tài)磁化特征曲線

基礎(chǔ)物理試驗34南開大學(xué)基礎(chǔ)物理試驗教學(xué)中心

基礎(chǔ)物理試驗室第1頁一．目要求1.掌握用示波器觀察鐵磁材料動態(tài)磁化特征曲線原理和方法。2.了解用調(diào)輝法觀察磁滯現(xiàn)象及用模擬法觀察渦流大小對磁滯回線形狀影響。第2頁二．引言

鐵磁材料動態(tài)磁化特征曲線是指其在交變磁場磁化下，所得到B—H關(guān)系曲線。即動態(tài)磁滯回線、動態(tài)技術(shù)磁化曲線等。就磁滯回線來說，靜態(tài)磁滯回線形狀與磁化場大小相關(guān)，而動態(tài)磁滯回線不但與磁化場大小相關(guān)，還與磁化頻率相關(guān)。不一樣磁化場，不一樣頻率，磁滯回線形狀往往不一樣。在測量靜態(tài)磁滯回線時，鐵磁樣品中僅存在磁滯損耗，而測量動態(tài)磁滯回線時，樣品中不但有磁滯損耗，還有渦流損耗，所以，同一材料樣品在相同大小磁化場磁化下，動態(tài)磁滯回線較之靜態(tài)磁滯回線橫向加寬，即封閉曲線內(nèi)面積大一些，這表明交變磁化損耗加大。本試驗采取示波器法觀察鐵磁材料樣品即變壓器鐵芯動態(tài)磁化特征曲線。示波器測量法含有直觀、方便和快速等優(yōu)點，并能在交變磁場下實時在線觀察這些動態(tài)磁化特征曲線。同時利用示波器調(diào)輝功效可觀察到鐵磁材料磁滯現(xiàn)象，也可模擬觀察渦流大小對磁滯回線形狀影響，使學(xué)生對磁滯和渦流兩個主要物理現(xiàn)象有深入了解。第3頁三．原理以下列圖，當(dāng)交變電流經(jīng)過線圈時，在樣品內(nèi)產(chǎn)生H與B。tHBBHtt1ot2(T/4)3T/4Tt2(T/4)3T/4Tt1第4頁因為線圈通以交變正弦電流，故樣品內(nèi)H為：

H＝Hmsinωt

而因為B與H間非線性關(guān)系，B表現(xiàn)為如圖復(fù)雜函數(shù)關(guān)系：B＝f(t)，依然是時間周期性函數(shù)。（可按傅立葉級數(shù)展開）第5頁

普通而言，因為B與H非線性關(guān)系，當(dāng)H=Hmsinωt時，除基波外，磁感應(yīng)強度B與感應(yīng)電壓(由B改變產(chǎn)生)都將包含奇次項高次諧波，因而使感應(yīng)電壓訊號失真。實際工作中往往提出怎樣減小這些高次諧波問題。

在簡諧（正弦）改變交變磁場作用下，B也是諧振（正弦）改變，但有一相位差。第6頁四、測量方法-1磁場強度H大小為：

磁感應(yīng)強度B大小為：第7頁四、測量方法-2觀察磁滯現(xiàn)象

第8頁四．儀器用具雙蹤示波器一臺，信號發(fā)生器一臺，自耦變壓器、隔離變壓器及待測變壓器各一只，電阻RH及電阻箱R、及電容C等。第9頁五．試驗內(nèi)容

1.觀察變壓器鐵芯動態(tài)技術(shù)磁化曲線2.觀察動態(tài)磁滯回線3.觀察磁滯現(xiàn)象。第10頁六．注意事項1.調(diào)壓變壓器輸入、輸出端不得接錯，用后普通置輸出電壓為零。接線或拆線時調(diào)壓變壓器電源插頭要拔掉。測量時勿碰調(diào)壓變壓器裸露部分，以免觸電。

2.測量時將示波器上耦和開關(guān)撥至“DC”端，并使示波器上出現(xiàn)磁滯回線和熒光屏上坐標(biāo)原點對稱，兩通道上微調(diào)鈕向右旋至最大。

3.示波器熒光屏上光點和波形不可過亮，光點不可長時間停留一點，以免燒損熒光屏。波形也不得長久超出屏外。第11頁八．思索題1.假如給示波器加交流調(diào)輝電壓頻率略高于50HZ，熒光屏上磁滯回線亮