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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(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-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(rèn)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
2、合磁路，所以采用閉合樣品進(jìn)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(qiáng)：，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：10測量螺繞環(huán)的參考電路進(jìn)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(jìn)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的測量線圈的截面。當(dāng)勵磁電流有一突然變化時（由I—>0），磁感應(yīng)強(qiáng)度由B變?yōu)?，則，通過測量線圈的電流為10通過線
3、圈的電量為得到B=。若勵磁電流由I變?yōu)?I，則磁感應(yīng)強(qiáng)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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)磁特性。在開始測量之前，要進(jìn)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
4、強(qiáng)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，此時式樣中感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)度增加到H2，并根據(jù)所觀察到的檢流計的沖程確定出磁感應(yīng)強(qiáng)度相應(yīng)的增加量，則與H2對應(yīng)的B2=H1+10，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。
5、勵磁電流減小到零后，又把電流反向開關(guān)倒向，以獲得負(fù)的H值，在此以后，當(dāng)H達(dá)到負(fù)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。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(biāo)準(zhǔn)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、一個單刀雙擲電鍵、一個軟磁芯以及漆包線、導(dǎo)線若干。說明：其中需要雙刀雙擲開關(guān)作為電路的換向開關(guān)。誤差分析:實際材料的性能不能嚴(yán)格的通過圖示來表示，磁滯回線只是理想狀態(tài)下的圖線。沖擊電流計在使用的過程中，由于存在視差，往往會給實驗的結(jié)果
6、帶來一定影響。檢流計指針為零時，電流并不一定為零，只是這個電流還不足以引起電流計指針的偏轉(zhuǎn)，以致無法觀察到，這必然會給實驗的結(jié)果造成一定的誤差。同時沖擊電流計的零點不準(zhǔn)，及左右偏轉(zhuǎn)扭矩不均勻也會帶來系統(tǒng)誤差。4、測量條件與最佳參數(shù)的確定在電氣工程及電工儀表中，塊狀的磁材料用于直流，而片狀形式的磁材料則常用于交流。采用環(huán)狀式樣的缺點在于這樣的試樣及其激磁繞組的制備手續(xù)比棒形式樣更困難。但是由于環(huán)形試樣沒有自去磁效應(yīng)，可以獲得較棒形試樣更可靠的結(jié)果，因此在測量準(zhǔn)確性要求較高的情況下，常用環(huán)形試樣。首先計算樣品有效截面積S及有效磁路長度l。為了使樣品內(nèi)部磁化均勻，應(yīng)在樣品上均勻繞上匝數(shù)分別為N1
7、、N2的磁化線圈和測量線圈。一般磁化線圈匝數(shù)是測量線圈匝數(shù)的2～3倍。電流表量程選擇在滿度的2/3處選擇合適的測量環(huán)境，沖擊電流計允許通過的電流很小，要在老師的指導(dǎo)下連接電路，不能把沖擊電流計燒毀。實驗中所需要的參數(shù)即為沖擊電流計的沖積常數(shù)，在測量軟磁特性之前進(jìn)行測量。10四、實驗步驟1、準(zhǔn)備工作(1)：測量鐵氧體磁芯的幾何尺寸,D外=44.54mmD內(nèi)=25.64mmh厚度=7.74mmL=110.24mmS=73.1
