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《大學(xué)物理設(shè)計性實驗軟磁材料靜態(tài)磁特性的測定》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、軟磁材料靜態(tài)磁特性的測定一、實驗任務(wù)首先要學(xué)習(xí)設(shè)計性實驗的基本內(nèi)容、基本的類型以及一般的程序，以此為基礎(chǔ)掌握設(shè)計性實驗的一般步驟。設(shè)計測定軟磁材料靜態(tài)特性的實驗，掌握沖擊電流計的工作原理、結(jié)構(gòu)及特性。利用實驗室所提供的器材測量沖擊電流計的沖擊常數(shù)，并利用沖擊電流計來測量軟磁材料的靜態(tài)特性。二、實驗要求要求對沖擊電流計的結(jié)構(gòu)、工作原理有充足的認識，這是做好用沖擊電流計測量軟磁靜態(tài)特性實驗的基礎(chǔ)，同時要知曉沖擊電流計的沖積常數(shù)的測量方法，設(shè)計相應(yīng)的實驗電路來測量。設(shè)計電路利用沖擊電流計測量并繪制出軟磁材料的靜態(tài)磁特性曲線。三、實驗方案1、物理
2、模型的比較與選擇在各種電器的鐵芯中軟磁材料大多形成閉合磁路，所以采用閉合樣品進行測量與實際應(yīng)用場合符合最好，同時也可以消除退磁場帶來的影響。常見的閉合磁路的環(huán)狀樣品形狀如圖所示。閉合環(huán)路樣品在環(huán)路樣品上繞N1匝初級線圈和N2匝次級線圈。初級線圈里通過電流i1,在磁環(huán)中產(chǎn)生磁場，其場強：，l是樣品的平均長度，R1是與初級線圈串聯(lián)的電阻，u1是R1兩端的電壓。電路圖如下：11測量螺繞環(huán)的參考電路進行軟磁的靜態(tài)測量，電流由直流電源來提供。樣品被磁化后，進而在測量線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。設(shè)在測量線圈中產(chǎn)生的磁場垂直于匝數(shù)為N2，截面積為S的測量線圈
3、的截面。當(dāng)勵磁電流有一突然變化時（由I—>0），磁感應(yīng)強度由B變?yōu)?，則，通過測量線圈的電流為11通過線圈的電量為得到B=。若勵磁電流由I變?yōu)?I，則磁感應(yīng)強度由B變?yōu)?B。此時B=；其中為沖擊電流計的沖積常數(shù)，n為電流計上光標的最大偏轉(zhuǎn)格數(shù),R是回路的總電阻。沖積常數(shù)的測量:的的測量也可以采用沖擊法，通過換向開關(guān)使互感器原邊電流由+I變?yōu)?I，同樣可得：q’=;最后可得：;M為標準互感器的互感系數(shù)，n’為K倒向Y時沖擊電流計的最大偏格數(shù)，R是回路的總電阻。2、實驗方法的比較與選擇（1）沖擊法:沖擊法主要用于測量在直流情況下的軟磁的靜態(tài)磁
4、特性。在開始測量之前，要進行退磁，用于消除在試樣中可能存在著的剩磁。為此，應(yīng)把檢流計的短路電鍵閉合，是檢流計中沒有電流通過，在磁化繞組里通以電流，其大小應(yīng)使作用在試樣上的磁場強度H比測量時所需要的最大值略大一點。然后慢慢的減小磁化電流并把開關(guān)S不斷調(diào)節(jié)，以使在電流減少區(qū)間內(nèi)有盡可能多的磁化電流循環(huán)通過式樣。去磁后，就可以開始測定磁化曲線，把開關(guān)S合上后，此時式樣中感11應(yīng)強度有一個增量，在沖擊電流計上有一個偏轉(zhuǎn)，從而可以計算出相應(yīng)的H1.B1。通過改變磁化電路的電阻逐漸增加磁化電流。如：增加電流后，使磁場強度增加到H2，并根據(jù)所觀察到的檢
5、流計的沖程確定出磁感應(yīng)強度相應(yīng)的增加量，則與H2對應(yīng)的B2=H1+，直到得到H的最大值為止。即可繪制出B-H曲線。為求得試樣的磁滯回線，在測定B-H圖線的過程中，當(dāng)獲得最大的H值時，通過改變磁化電路電阻使磁化電流逐漸減小到零。勵磁電流減小到零后，又把電流反向開關(guān)倒向，以獲得負的H值，在此以后，當(dāng)H達到負的最大值后，在減小磁化電流，使勵磁電流減小到零，然后在把反向開關(guān)倒向，再使H從零增加到最大值。至此整個磁滯回線的測量工作結(jié)束。（2）示波器法：示波器主要用于測量在交流的情況下的軟磁的磁特性。磁性材料在交流磁場下的特性比起直流特性要復(fù)雜得多。
6、這是由于渦流和磁滯造成的。在交流情況下的特點是用種種方法測得的磁性參數(shù)都不再象直流情況下那樣僅僅取決于被測材料本身的磁性，而與材料的厚度、試樣的尺寸以及測量時磁化電源頻率等因素有關(guān)。由取樣電阻取出的與磁化電流（即磁場強度）有關(guān)的信號，加到示波器的X軸上;取自測量線圈的磁通密度信號,經(jīng)積分器加到示波器的Y軸。此時,可在示波器的熒光屏上展示出材料試樣的動態(tài)磁特性回線。此回線反映在材料中存在磁滯與渦流效應(yīng)時的磁特性。（3）電子積分法：采用RC積分法，通過自動記錄磁通隨磁場的變化，描繪磁滯回線，然后，由飽和磁滯回線求取BS、Br、Hc?；驹黼?/p>
7、路見圖。1111G——勵磁電源；L——被測樣品；UB——A1放大器輸出電壓；A1——B通道高增益放大器；RH——電流取樣無電抗電阻；UR——電阻RH上電壓；UH——A2放大器輸出電壓；A2——H通道高增益放大器；GX——磁滯回線及BS、Br、HC的記錄（顯示）器。N1——樣品測試線圈初級繞組；N2——樣品測試線圈次級繞組；R——無電抗電阻；C——電容；UC——電容C上電壓；11圖中N2繞組的端電壓為由于A1為高增益放大器，則下列式成立：由Hl=N1I=N1UR/RH，得到樣品中的磁化場H為：鑒于在實驗室所提供的儀器情況，選擇沖擊法來研究軟
8、磁材料的靜態(tài)磁特性。3、儀器的選擇與配套（系統(tǒng)誤差分析）實驗儀器：一個沖擊檢流計、一個0.01H的標準電感器、一個電源、一個滑線變阻器、一個電流表、一個電阻箱、一個雙刀雙擲電鍵、一個單刀雙擲電
