实验1动态磁滞回线的测量（用积分电路）

一、基本教学要求 1.了解磁滞现象；

2.学会用示波法测量动态磁滞回线。 二、实验原理

设铁磁环的平均长度为L，横截面积为S，当原线圈输入交流电压U时，在原线圈中将产生交变的磁化电流i1，根据安培环路定理：

HLN1i1 即HUR1N1i1LR1 因为i1， 所以UR1H LN1R1上式表明，加在示波器X轴上的电压UR1与磁场强度H成正比。

原线圈中交变的磁场强度H在磁环样品中产生交变的磁感应强度B，则穿过样品横截面积S的磁通量BS，由法拉第电磁感应定律知，样品副线圈中产生的感应电动势为： 2N2ddBN2S dtdt设副线圈中的感应电流为i2，忽略自感电动势和回路损耗，则回路方程为

2i2R2UC

设电容C上的充电量为Q， i2dUCdQC。若选择选择足够大的R2和C，使dtdtdUC dti2R2UC，则：

2i2R2R2CN2SdUCNSdBR2C 积分得 UC2B dtdtCR2上式表明，加在示波器Y轴上的电压与样品中的磁感应强度B成正比。

磁滞回线的定标

方法1：电流定标

对X轴用H值定标如图，调电源电压使示波器水平线的长度与饱和时的长度相等，读出电流有效值，则Hm2N1I1。 L

对Y轴用B值定标，把被测样品换成互感，调电压使Y向长度达到饱和时的长度，读出IM，则MdIMdBN2S dtdt聊城大学基础物理实验室

MIMmN2SBm， BmMIMnN2S2MIM

N2S方法2：电压定标

用示波器直接测出UR1和UC，再转换为H和B。

用电流标定的值与用电压标定的值有何区别？为什么？（提示：电流不是理想的正弦信号）

若用交流毫伏表测量电压进行定标，与用示波器测量电压的定标值有何区别，为什么？ 三、实验内容

1、测量基本磁化曲线

把示波器打到校准状态，调偏转因数旋钮使磁滞回线饱和时显示合适的大小，再慢慢降低电压交流退磁。逐渐增大电压，每隔10V或8V测一组数据，作基本磁化曲线。

2、对坐标轴定标

调示波器使磁滞回线关于原点对称，慢慢调电压至100V，使磁滞回线饱和测量饱和磁场强度、饱和磁感应强度、剩磁和矫顽力。

四、测量数据及数据处理 1、测量基本磁化曲线 变压器电压（V） 顶点坐标 xm(cm) ym(cm) 2、对坐标轴定标 坐标 对应的B或H值 xm Hm ym Bm xc Hc yr Br 用excel或origin作基本磁化曲线。 并求单位厘米对应的磁场强度

BHm和单位厘米对应的磁感应强度m。 xmym注意事项：

1、电路正确连接，防止烧坏电源和R1。2、R1和R2的位置不能互换。 3、测量前先退磁。 五、训练的基本方法与技能 积分电路显示磁滞回线 六、教学重点及难点

重点： 基本磁化曲线的测定。

难点：定标，两种定标方法，哪种比较准确。 七、思考题及参

1.测量磁滞回线要使材料达到磁饱和，退磁也应从磁饱和开始，意义何在？

聊城大学基础物理实验室

提示：使滞回线成一闭合曲线。

2.磁滞回线若在二四象限，如何调整到一三象限。

提示：使CH2信号反相；或调换副线圈两接线的位置。

3.R2的值为什么不能太小？

提示: R2的值太小，则电容的容抗不能忽略，得不到B正比于UC的关系。

4.如果不用本实验中所用的定标方法，而用交流伏特计方法是否能对H和B进行定标？如果可以，应如何定标？

提示：用交流伏特计测UR1和UC的有效值，再计算出峰值，用电压定标即可。

5.用示波器观察R1上的电压是不是正弦规律变化的曲线，为什么？

提示：不是，

解释参考文献：1.戎昭金，示波器法测磁滞回线实验的研究，大连大学学报，2004,25（4）：25-28. 2.丘翠环，磁滞回线和交流电路实验，物理实验 2000,20（8）：6-7.

6．频率增大，磁滞回线的形状会发生改变吗？

提示：频率增大，磁畴反转频率增大，损耗的能量增多，回线面积增大。

7.隔离变压器有何特点？

隔离变压器又称安全变压器。隔离变压器是在使用时为了人身安全设计的。我们用的交流电是单相交流电，其中一根是火线(相线)，另一是零线，是接地的。人碰到火线就会触电，因为人体是零电位的。用了隔离变压器，尽管它是1:1的，电压没有变化，但它的次级只要不接地，人碰到哪一根线都不会触电（但同时碰两根线会触电）。

隔离：一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用，但在频率较高的情况下，两绕组之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的，但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰特性。