磁滯回線及磁化曲線

《磁滯回線及磁化曲線》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、實(shí)驗(yàn)序號(hào)：1　　　　　　　　實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：磁滯回線測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?、掌握霍爾法測(cè)量磁滯回線的原理及操作方法2、測(cè)量Cr12模具鋼的磁滯回線3、計(jì)算鐵磁材料的性能參數(shù)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（環(huán)境）及要求實(shí)驗(yàn)儀器如圖4所示，它由直流穩(wěn)流源、交流電壓源、數(shù)字式特斯拉計(jì)（以霍爾傳感器為探測(cè)器，并有螺旋裝置移動(dòng)）、待測(cè)環(huán)形磁性材料，上面繞有2000匝線圈，樣品的截面為2.00cm×2.00cm間隙為0.2cm，和雙刀雙擲開關(guān)等。要求：按圖示將電路圖連接好，并對(duì)鐵芯消磁、毫特儀調(diào)零操作，之后可在老師指導(dǎo)下進(jìn)行操作，記錄數(shù)據(jù)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟㈠實(shí)驗(yàn)原理1、鐵磁物質(zhì)的磁滯現(xiàn)象鐵磁性物質(zhì)的磁化過程很復(fù)雜，這主要

2、是由于它具有磁性的特性，一般都是通過磁化場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B只見的關(guān)系來研究其磁化規(guī)律的。當(dāng)鐵磁物質(zhì)中不存在磁場(chǎng)時(shí)，H和B均應(yīng)為零，在B-H圖中則相當(dāng)于坐標(biāo)原點(diǎn)O(圖2)。隨著磁化場(chǎng)H的增加，B也隨之增加，但兩者之間不是線性關(guān)系。當(dāng)H增加到一定值時(shí)，B不再增加（或增加十分緩慢），這說明該物質(zhì)的磁化已達(dá)到飽和狀。Hm和Bm分別為飽和時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度（對(duì)應(yīng)于圖中的Q點(diǎn)）。如果再使H逐步推到零，則與此同時(shí)B也同時(shí)減小。然而，其軌跡并不沿原曲線QO，而是沿著另一曲線QR下降B,這說明當(dāng)H下降為零時(shí)鐵磁物質(zhì)中仍保留一定的磁性。將磁化場(chǎng)反向，再逐漸增加其強(qiáng)度，直到H=-Hm這時(shí)曲線達(dá)到Q′

3、(即反向飽和點(diǎn))。然后，先使磁化場(chǎng)退回到H=0;再使正向磁化場(chǎng)逐漸增大，直到飽和值Hm為止。如此就得到一條與Q-R-Q′對(duì)稱的曲線Q′-R′-Q,而且自Q點(diǎn)出發(fā)又回到Q點(diǎn)軌跡為一閉合曲線，稱為鐵磁物質(zhì)的磁滯回線，在此屬于飽和磁滯回線。其中，回線和H軸的交點(diǎn)Hc和Hc′稱為矯頑力，回線與B軸的交點(diǎn)Br和Br′，稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。2.磁滯回線的測(cè)量在待測(cè)的鐵磁材料樣品上繞上一組磁化線圈，環(huán)形樣品的磁路中開極窄均勻氣隙，在磁化線圈中，在對(duì)最大值磁化電流Im磁鍛煉基礎(chǔ)上，Il值的磁化而對(duì)應(yīng)每個(gè)磁化電流Ik值，用特斯拉計(jì)測(cè)量氣隙均勻磁場(chǎng)區(qū)中間部位的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，既能得到該磁性材料的磁滯回線，如圖E18

4、-1D的QRQ′R′Q,組成的曲線為磁滯回線。OA曲線為材料初始化曲線。對(duì)于一定大小的回線，磁場(chǎng)化電流最大值設(shè)為Im，對(duì)于每個(gè)不同的Ik值，使樣品反復(fù)的磁化，可以得到一族磁滯回線，如圖E3所示，把個(gè)磁滯回線的頂點(diǎn)及坐標(biāo)原點(diǎn)O連接起來，得到的曲線稱為基本磁化曲線。為了得到一個(gè)對(duì)稱而穩(wěn)定的磁滯回線，必須對(duì)樣品進(jìn)行反復(fù)的磁化，即“磁鍛煉”這可以采取保持磁化電流Ik大小不變的情況下，利用電路中的換向開關(guān)使電流方向不斷改變的方法來達(dá)到目的。在測(cè)量基本磁化曲線時(shí)，對(duì)每一個(gè)磁化電流Ik，必須進(jìn)行磁場(chǎng)鍛煉，由此測(cè)到的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場(chǎng)化曲線H之間的關(guān)系曲線和起始磁化曲線是不同的。測(cè)量基本磁場(chǎng)化曲線或起始磁化曲

5、線都必須由原始狀態(tài)H=0和B=0開始，因此測(cè)量前必須對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行退磁，以消除剩磁。在環(huán)形樣品的磁化線圈中通過的電流為I，則磁化場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H為H=NI/lN為磁化線圈的匝數(shù)，l為樣品平均磁路長(zhǎng)度，（平均磁路長(zhǎng)度因樣品而略有不同，經(jīng)實(shí)際測(cè)量），H的單位為A/m。為了從間隙中間部位測(cè)得樣品的磁感應(yīng)強(qiáng)度B值，根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，截面方形樣品的常和寬的線度應(yīng)大于或等于間隙寬度8—10倍這樣才能保證間隙中有一個(gè)較大區(qū)域的磁場(chǎng)是均勻的，測(cè)到的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值才代表樣品中磁場(chǎng)在中間部位實(shí)際值。㈡實(shí)驗(yàn)步驟1.用數(shù)字式特斯拉計(jì)測(cè)量樣品間隙中剩磁的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與位置X的關(guān)系，求得間隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的均勻區(qū)范圍ΔX值。2

6、.測(cè)量樣品的起始磁化曲線，測(cè)量前先對(duì)樣品進(jìn)行退磁處理。若磁化電流的不斷反向，且幅度逐漸減小至零，最終使樣品的剩磁為零。如電流由0增至600mA再逐漸減小至0，然后雙向開關(guān)換為反向電流由0增至500mA，再由500mA調(diào)至零，這樣磁化電流不斷反向，最大電流值每次減小100mA，最終將剩磁消除，退磁過程如E18-4所示，然后測(cè)量B-H關(guān)系曲線。3.測(cè)量模具鋼的磁滯回線前的磁鍛煉。由初始磁化曲線可以得到B增加得十分緩慢時(shí)，磁化線圈通過的電流值Im，然后保持此電流Im不變，把雙向換向開關(guān)來回?fù)軇?dòng)10次進(jìn)行磁鍛煉。（開關(guān)拉動(dòng)時(shí)，應(yīng)使觸點(diǎn)從接觸到斷開時(shí)間長(zhǎng)些，這是為什么？磁鍛煉的作用是什么？）4.測(cè)量模具

7、鋼的磁滯回線。通過磁化線圈的電流從飽和電流Im開始逐步減小到0，然后雙向換向開關(guān)將電流換向，電流又從0增加到-Im,重復(fù)上述過程，即（Hm,Bm）→(-Hm,-Bm),再?gòu)?-Hm,-Bm)→（Hm,Bm）。其中每隔50mA測(cè)一組(Ii,Bj)值。由公式1求出Hi值。用作圖紙作模具鋼材料的初始磁化曲線和磁滯回線。記錄模具鋼的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm和矯頑力Hc。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理1．Cr12磨具鋼的