用示波器观测铁磁材料的动态磁化特性曲线

实验26 用示波器观测铁磁材料的动态磁化特性曲线

一．引言

铁磁材料的动态磁化特性曲线是指其在交变磁场磁化下，所得到的B—H关系曲线。即动态磁滞回线、动态技术磁化曲线等。动态和静态磁化特性曲线形状是有区别的。就磁滞回线来说，静态磁滞回线的形状与磁化场的大小有关，而动态磁滞回线不仅与磁化场的大小有关，还与磁化的频率有关。不同的磁化场，不同的频率，磁滞回线的形状往往不同。在测量静态磁滞回线时，铁磁样品中仅存在磁滞损耗，而测量动态磁滞回线时，样品中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗，因此，同一材料样品在相同大小磁化场磁化下，动态磁滞回线较之静态磁滞回线横向加宽，即封闭曲线内面积大一些，这表明交变磁化的损耗加大。

本实验采用示波器法观测铁磁材料样品即变压器铁芯的动态磁化特性曲线。示波器测量法具有直观、方便和迅速等优点，并能在交变磁场下实时在线观测这些动态磁化特性曲线。同时利用示波器的调辉功能可观察到铁磁材料的磁滞现象，也可模拟观察涡流大小对磁滞回线形状的影响，使学生对磁滞和涡流两个重要的物理现象有深入的理解。

二．目的要求

1.掌握用示波器观测铁磁材料动态磁化特性曲线的原理和方法。

2.了解用调辉法观察磁滞现象及用模拟法观察涡流大小对磁滞回线形状的影响。

149

三．原理

测量原理请参考教材或其它材料，这里不再赘述。

四．仪器用具

双踪示波器一台，信号发生器一台，自耦变压器、隔离变压器及待测变压器各一只，电阻RH及电阻箱R、R及电容C等。

五．实验内容

1.观测变压器铁芯的动态技术磁化曲线

①将待测变压器退磁后，按照实验要求连结线路。从零开始逐渐增大调压变压器的输出电压至额定值，荧光屏上将出现由小变大的磁滞回线波形（如果波形顶点位于二、四象限，线路怎样改动才能使其位于一、三象限？）。尔后将调压器输出电压从额定值缓慢地降低到零，至此退磁完毕。

② 测量。从零开始逐渐调高调压变压器的输出电压，示波器荧光屏上将依次出现由小变大的磁滞回线图形（注意每条磁滞回线都应关于原点对称，否则应调节示波器上的X、Y位移旋钮）。分别记下每条磁滞回线顶点坐标，描在坐标纸上，把这些顶点连接起来即为该铁磁样品的动态技术磁化曲线。

2.观测动态磁滞回线

150

选取测量动态技术磁化曲线中最大的一条磁滞回线为观测对象，记下有代表性的某些点坐标并在坐标纸上描绘出该动态磁滞回线。同时求出Hmax=? ,Bmax=? ,HC=? ,Br=?。

3.观察磁滞现象。

4.观察涡流效应。

六．注意事项

1.调压变压器的输入、输出端不得接错，用后一般置输出电压为零。接线或拆线时调压变压器的电源插头要拔掉。测量时勿碰调压变压器的裸露部分，以免触电。

2.测量时将示波器上的耦和开关拨至“DC”端，并使示波器上出现的磁滞回线和荧光屏上的坐标原点对称，两通道上的微调钮向右旋至最大。

3.示波器荧光屏上的光点和波形不可过亮，光点不可长时间停留一点，以免烧损荧光屏。波形也不得长久超出屏外。

七．考查题

1.若取样低阻RH是一个有可观电感的电阻，示波器荧光屏上能否观察到没有畸变的动态磁滞回线图形？为什么？

151

2.在测量示波器上所示动态磁滞回线的剩磁和娇顽力等参数时，为什么示波器上的微调钮要向右调至最大？调到其它位置是否行？

八．思考题

1.如果给示波器加的交流调辉电压频率略高于50HZ，荧光屏上的磁滞回线亮线段沿着哪个方向循环？如何说明磁滞现象？

2.试解释，为什么给变压器铁芯加一个闭合的模拟线圈会使荧光屏上的磁滞回线在横轴方向变胖？

152