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磁性材料基本磁化曲线的测量 一、实验目的 通过实验了解铁磁材料基本磁化曲线测试的原理，熟悉磁锻、去磁的过程，以及用数字磁通计测量磁通的方法，掌握用冲击法测量铁磁材料基本磁化曲线的方法； 2、通过实验熟练掌握数字磁通计的使用方法。 二、磁性材料的静态磁特性的测量原理 1.原理 磁性材料静态磁特性的测试，主要包括基本磁化曲线和磁滞回线及有关磁参量的测试。 静态磁特性测量的基本原理式根据电磁感应原理，当磁化回路中的磁化电流改变时，试样中的磁通量随之改变，在测量线圈两端产生感应电动势，根据冲击检流计偏转和磁化电流确定试样的直流磁性参数。 磁轭由高导磁材料制成，其截面积大于试样截面积50倍。磁轭与试样间的气隙极小，因此磁轭与试样构成的磁路中，可近似地认为磁势全部降落在试样上。根据磁路中的安培环路定律。试样中的磁场强度H为 （1） 式中L为试样的有效长度。 根据电磁感应定理可知，当磁化电流增加时，试样中的磁通量增加，则测试线圈W2中的磁通链增加，即。将使数字磁通计产生偏转，其最大偏转值。因此磁感应强度B的增量为： （2） 式中S为试样的截面积。 常用的测量装置见图1所示，图中： T～220——去磁用交流调压器220/0~250V，500VA； A——监视去磁电流用的交流安培表，选用量程1A； E——直流稳压电源； R 2——多档可选电阻； a.——磁轭。截面积为4900 mm2； b.——试样。截面积S=100mm2，试样的有效长度L=230 mm； W1——试样的磁化绕组。2000匝（由红色接线柱引出）； W2——磁测试线圈。30匝（由黑色接线柱引出）； mA——直流毫安表； Φ——数字磁通计，选用量程10mWb； K1、K2、K3一双刀双向开关； 图1 冲击法测量铁磁材料基本磁化曲线的原理图 2.实验装置使用介绍 图2 实验装置的面板图 在实验装置图2中，交流回路已经接线完毕，无需用户接线。只需将直流励磁回路按图1接线即可。其中稳压电源输出控制在10V以内；滑线变阻器R2换用多当电阻选择开关来代替，分为18档，“ON”为电阻接通、“OFF”为电阻短路（1档电阻最小——电流最大，18档电阻最大——电流最小，每次调节磁化电流时，只能有1个档位的电阻置于ON上）。 三、实验内容与步骤 1. 基本磁化曲线的测量 （1）按图1电路在实验装置上接线。注意：交流回路已在装置内部接好，无需用户接线； （2）退磁； K1合向AC，将交流调压器从0增大调节使监测用交流安培表回路中的去磁电流不超过1A，再缓慢调节输出至0V，以此对试样进行退磁； （3）调节磁化电流： K3合向短路，K1合向DC，K2合向任一方。选择多档电阻选择R2的档位1在ON上，其它档位2～18均置于OFF上，调节磁化电流为磁化电流250mA～10mA）。 （4）磁锻： K1合向DC。把K2反复合向“上”和“下”（），使试样磁锻循环在10次以上，最后K2合在“上”（对应图3所示磁滞回线上a点）或“下”（对应图3磁滞回线所示上a1点）上。 （5）K3合向测量，把K2由“上”（或“下”）断开（Hm→0，a→b），同时读出数字磁通计的读数值，此时与成正比； （6）数字磁通计复位清零稳定后，把K2从断开位置合向“下→－Hm， b→a1），同时读出数字磁通计的读数值，此时与成正比； （7）根据上述现象和测量结果；利用式（1）、（2）求出Bm和Hm以及μ的数值； （8）分别选择多档电阻选择按钮R2的不同档位2～18，调节磁化电流重复步骤（1）～（7），测出另一组Bm、Hm和值。要求最小值测量到10mA，共测量18组值，将结果分别填入表1，并绘出基本磁化曲线（Bm～Hm曲线）。 图3 磁滞回线 表1 基本磁化曲线的测试数据 Im（mA） （mWb） （mWb） Im（A） （mWb） （mWb） 四、报告要求 1．简述磁材料静态磁特性的测试原理； 2．填写实验数据表格，根据测试基本磁化曲线的数据，画出给定铁磁材料基本磁化曲线、磁导率曲线，并求出相应最大磁导率μ； 回答思考题。 五、思考题 1．在实验过程中，若实验步骤操作出错，应重新哪些操作？ 2．如何较为准确地找出最大磁导率μm的值？ 3．根据电路中各参数和实验要求，如何确定出应取的十八个电阻值，使测试点在基本磁化曲线