实验铁磁材料磁滞回线的观测

实验二十铁磁材料磁滞回线的观测一．实验目的：1．观测交流磁路中的磁通Φ和励磁电流I的波形。2．学习用示波器观测铁磁材料的磁滞回线的方法。二．实验原理；1．图20—1为均匀磁路。励磁线圈接正弦电压源，通过交变电流使铁芯交变磁化，在忽略线圈电阻和漏磁通的情况下，根据电磁感应定律，u2=NkdΦ/dt，磁通Φ按正弦规律变化。但由于铁芯的非线性，励磁电流的波形将发生畸变，成为非正弦电流波形，如图20—2所示。实验中通过示波器观测与励磁线圈N串联的采样电阻R的电压波形和被测线圈Nk的感应电压波形，实现对励磁电流与磁通波形的观测。2．利用示波器的X-Y工作方式，可观测铁磁材料的磁滞回线，观测电路如图20—3所示。其中励磁线圈N上加交变电压，在测量线圈Nk中的感应电动势为根据基尔霍夫电压定律e2=Rcic+uc假如所选电源频率及电容使得容抗比电阻Rc小得多，则uc《Rcic，由以上二式可得而电容上的电压为励磁线圈一侧采样电阻R上的电压为uR=RiR=由于测试线圈匝数Nk、励磁线圈匝数N、磁路横截面Sk、磁路长度l和电路元件参数R、RC、C都是恒定值，可见电容电压uc与磁感应强度B成正比，电阻电压uR与磁场强度H成正比。将uc与uR分别加到示波器的垂直和水平输入上，示波器屏幕上将显示出被测磁性材料的磁滞回线。三．实验内容；1．给定实验磁路组件如图20—4所示。其中N1为励磁线圈，N2、N3和N4为测试线圈。利用示波器观测磁通Φ和励磁电流i的波形。2．参照图20—3，设计测定图20—4磁路磁化曲线的实验电路，测量相关的电压，填入表20—1。根据测量数据，求出磁感应强度B和磁场强度H，填入表20—2，并绘制磁化曲线。表20—1磁化曲线测试励磁电源电压US与励磁线圈串联的采样电阻电压UR磁化线圈一侧电容电压UC线圈N2线圈N3线圈N4表20—2磁化曲线计算US/VH/A/mB2/TH2/A/mB3/TH3/A/mB4/TH4/A/m3．观测给定磁路的磁滞回线。定性画出观测结果。四．实验设备；1．双踪示波器2．交流电源3．电阻电容若干4．磁路组件等五．实验报告：1．画出观测磁通Φ和磁化电流i波形的实验电路。定性绘出磁通Φ和磁化电流i的波形。2．完成数据表格的所有测量和计算工作。3．定性绘出所观测到的磁滞回线。