大学物理实验报告_2.doc

PAGE 7 实 验 报 告 姓 名：汤博 班 级：F0703028 学 号：5070309028 实验成绩： 同组姓名： 无 实验日期：2008-10-14 指导老师：助教31 批阅日期： 磁性材料基本特性的研究 【实验目的】 1.通过本实验进一步了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫顽磁力，剩磁，磁导率的理解； 2.对软磁铁氧体材料居里温度及动态磁滞回线的测量，加深对这一磁性材料基本特性的理解； 3.通过本实验进一步掌握利用示波器观察并测量磁化曲线与磁滞回线的方法； 4.通过所选定的实验方法，确定并研究实验结果的精度、误差因素及解释有关的实验现象。【实验原理】 1．磁化性质??? 一切可被磁化的物质叫作磁介质。磁介质的磁化规律可用磁感应强度B、磁化强度M、磁场强度H来描述，它们满足一定的关系 B= μr 对非铁磁性的各向同性的磁介质，H和B之间满足线性关系，B =μH，而铁磁性介质的m 、B 与H 之间有着复杂的非线性关系。 ? 它反映了铁磁质的共同磁化特点：在刚开始时随着H的增加，B缓慢的增加，此时μ较小；而后便随H的增加B急剧增大，μ也迅速增加；最后随H增加，B趋向于饱和，而此时的μ值在到达最大值后又急剧减小。图一表明了磁导率μ是磁场H的函数。B-H曲线表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，B随H的增加而增加，称为磁化曲线。从图二中可看到，磁导率μ还是温度的函数，当温度升高到某个值时，铁磁质由铁磁状态转变成顺磁状态，在曲线上变化率最大的点所对应的温度就是居里温度T 2．磁滞性质 铁磁材料另一重要的特性是磁滞现象。当铁磁材料磁化时，磁感应强度B不仅与当时的磁场强度H有关，而且与磁化的历史有关，因此形成磁滞回线。其中有两个重要的物理量，剩余磁感应强度和矫顽力。各种铁磁材料有不同的磁滞回线，主要区别在于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。 3．用交流电桥测量居里温度 铁磁材料的居里温度可用任何一种交流电桥测量。本实验采用如图所示的RL交流电桥，在电桥中输入电源由信号发生器提供，在实验中应适当选择不同的输出频率ω为信号发生器的角频率。选择合适的电子元件相匹配，在未放入铁氧体时，可直接使电桥平衡，但当其中一个电感放入铁氧体后，电感大小发生了变化，引起电桥不平衡。但随着温度的上升到某一个值时，铁氧体的铁磁性转变为顺磁性，CD两点间的电位差发生突变并趋于零，电桥又趋向于平衡，这个突变的点对应的温度就是居里温度。实验中可通过桥路电压与温度的关系曲线，求其曲线突变处的温度，并分析研究在升温与降温时的速率对实验结果的影响。  4．用示波器测量动态磁化曲线和磁滞回线 本实验研究的是闭合状的铁磁圆环样品，平均周长为L，励磁线圈的匝数为N1，若励磁电流为i HL= 在示波器横轴的偏转板的输入电压为 u 这表明横轴输入的uR1大小与磁场强度 设样品的截面积为S，匝数为N2 u 上式表明Y轴输入的大小uC与磁感应强度B  【实验数据记录、实验结果计算】 1、被测样品饱和磁滞回线的测量 R N 由公式H=N1R1LuR1和B=-R2C U U H/A? B/T U U H/A? B/T 0 91 0 0.34216 0 -88 0 -0.33088 50 110.5 13.85 0.41548 -50 -103 -13.85 -0.38728 100 121.5 27.7 0.45684 -100 -113.5 -27.7 -0.42676 150 129 41.55 0.48504 -150 -122 -41.55 -0.45872 200 132.5 55.4 0.4982 -200 -127 -55.4 -0.47752 248 134.5 68.696 0.50572 -248 -131 -68.696 -0.49256 200 127 55.4 0.47752 -200 -122 -55.4 -0.45872 150 113 41.55 0.42488 -150 -106 -41.55 -0.39856 100 61.5 27.7 0.23124 -100 -48.5 -27.7 -0.18236 80 0 22.16 0 -83 0 -22.991 0 50 -48.5 13.85 -0.18236 -50 61.5 -13.85 0.23124 Origin 作图如下： 经过计算得到： B B H H 实验产生了一定的误差，但在允许范围之内。 2、用电桥法测量居里温度 T/ V T/ V T/ V T/ V 28.1 208 81.8 170 84.7 109 88.7 70 40.6 208 81.9 165 85.1 105