CN208766912U - 一种软硬磁材料磁滞回线实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软硬磁材料磁滞回线实验装置，该装置设计成一体机，所有器件全部集中主机的面板上，配合智能磁滞回线测量仪或示波器，方便做各种相关实验。该实验装置是一种方便、直观的软硬磁材料磁滞回线教学实验装置。

Description

一种软硬磁材料磁滞回线实验装置

技术领域

本实用新型属于教学实验装置，更具体地说，是一种属于大专院校物理实验中用软硬磁材料磁滞回线实验装置。

背景技术

在各类磁介质中，应用最广泛的是铁磁物质。铁磁材料主要用在电机制造业和IT业中，如发电机、变压器和信息的存储、纪录，因此，对铁磁材料性能的研究，无论在理论上或实用上都有很重要的意义。

而铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料，铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物(铁氧体)均属铁磁物质。铁磁材料分为硬磁、软磁两类；硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫磁力较大(120～2000A/m)，因而磁感应强度能保持，适宜制作永久磁铁；软磁材料(如硅钢片)的磁滞回线窄，矫顽力小(小于120A/m)，但其导磁率和饱和磁感强度大，容易磁化和去磁，常用作动态条件下工作的磁性器件，如变压器、电磁铁。另一特征是磁滞，铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H与磁感应强度B之间关系的特性，即磁场作用停止后，铁磁物质仍保留磁化状态。可见，铁磁材料的磁化曲线、磁滞回线是该材料的重要特性，是国内大专院校物理实验必修课题之一，也是设计电磁机构或仪表的关键依据。

通过实验的方法可以测量铁磁介质的磁滞回线及其相关参数，目前高校普遍采用的是示波器法测量铁磁介质的动态磁滞回线及其相关参数，存在着测量线路构成较为复杂致使学生实验时难以理解，数据靠手工记录，绘图较粗糙。

发明内容

为了克服现有的测定铁磁介质的磁滞回线实验技术的缺点和不足,本实用新型提供一种结构简单且直观，使用方便，并能提高测量准确度的软硬磁材料磁滞回线实验装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种软硬磁材料磁滞回线实验装置，其特征在于，包括机箱和面板，面板上安装有软磁样品、硬磁样品；所述软磁样品、硬磁样品均绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈与设置在面板上的初级线圈引岀座相连，次级线圈与设置在面板上的和次级线圈引岀座相连；

机箱内设置有取样电阻，面板上设置有用于调节所述取样电阻大小的取样电阻调节旋钮，以及用于引出调节后电阻的取样电阻引出座；

机箱内设置有励磁变压器，面板上设置有用于调节励磁变压器输出电压大小的励磁电压调节旋钮，以及用于引出调节后电压的励磁引出座；

面板上还设置有、积分电阻、两个积分电容，以及用于引出积分电阻的积分电阻引岀座，和用于引出积分电容的积分电容引出座。

进一步地，还包括设置在面板上的多对输入-输出插座，所述输入-输出插座包括一个输入插座和输出插座，输入插座和输出插座相连。

进一步地，引岀座包括两个设置在面板上的连接插座，为本领域的常用元件。

进一步地，其特征在于，面板印有测量电原理图。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

1、利用本装置在实验时可十分方便地改变取样电阻和励磁电压的大小，提高了测量的准确度，减小测量误差，使得测量重复性好。

2、本实用新型采用了一体化的设计，不但便于实验管理，而且便于实验管理。

3、可使实验者更明确实验原理，同时也提高了实验者的动手能力。

附图说明

图1是实验装置示意图；

图2是测量原理图

图3是测试应用示意图；

图中：1机箱、2面板、3硬磁样品、4软磁样品、5励磁引岀座、6取样电阻引岀座、7次级线圈引岀座、8初级线圈引岀座、9测量电原理图、10取样电阻调节旋钮、11励磁电压调节旋钮、12积分电阻、13积分电容、14测量仪UY插座、15示波器UY插座、16测量仪UX插座、17示波器U_x插座、18接地插座、19测量仪、20示波器、21励磁变压器。

具体实施方式

如图1所示，一种软硬磁材料磁滞回线实验装置，其特征在于，包括机箱1和面板2，面板2上安装有软磁样品4、硬磁样品3；所述软磁样品4、硬磁样品3均绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈与设置在面板2上的初级线圈引岀座8相连，次级线圈与设置在面板2上的和次级线圈引岀座7相连；初级线圈引岀座8包括两个设置在面板上的插座，两个插座相连，其中一个插座与初级线圈相连；次级线圈引岀座7包括两个设置在面板上的插座，两个插座相连，其中一个插座与次级线圈相连；

机箱1内设置有取样电阻，面板2上设置有用于调节所述取样电阻大小的取样电阻调节旋钮10，以及用于引出调节后电阻的取样电阻引出座6；取样电阻引出座6包括两个设置在面板上的插座，两个插座相连，其中一个插座与取样电阻相连。

机箱1内设置有励磁变压器21，面板2上设置有用于调节励磁变压器21输出电压大小的励磁电压调节旋钮11，以及用于引出调节后电压的励磁引出座5；励磁引出座5包括两个设置在面板上的插座，两个插座相连，其中一个插座与励磁电压调节旋钮11相连。

面板2上还设置有、积分电阻12、两个积分电容13，以及用于引出积分电阻的积分电阻引岀座，和用于引出积分电容的积分电容引出座。电容引出座包括两个设置在面板上的插座，两个插座相连，其中一个插座与积分电容相连；积分电阻引岀座包括两个设置在面板上的插座，两个插座相连，其中一个插座与积分电阻相连。

面板2印有测量电原理图9，如图2所示。可根据电原理图准确、方便用带插头导线连接需连接的接线插座，选择合适的积分电阻、电容，组成磁滞回线测量线路，再外接智能磁滞回线测量仪或示波器，根据实验测试需求，调节取样电阻、励磁电压，可以获取多项测量项目数据，在智能磁滞回线测量仪或示波器的显示屏上显示磁滞回线、基本磁化曲线等图形，学生直接获得相关磁学实验数据，直观准确。

图中，还包括设置在面板2上的多对输入-输出插座，所述输入-输出插座包括一个输入插座和若干个输出插座，输入插座和输出插座相连。例如测量仪UY插座14、测量仪UX插座16及接地插座18，可用连接插头线分别连接测量仪19对应插座；示波器UY插座15和示波器Ux插座17为示波器常用Q9插座，可用带Q9插头电缆分别连接示波器20对应插座。通过输入-输出插座与示波器或测量仪链接后，即可观测到磁滞回线。

在样品的磁芯上绕有励磁线圈N和测量线圈n。若在线圈N中通过磁化电流I1时，此电流在试样内产生磁场，根据安培环路定律H·L＝N·I₁，磁场强度的大小为：

其中L为的磁环试样的平均磁路长度。任一时刻信号电压都正比于磁场强度H。

为了测量磁感应强度B，在次级线圈n上串联一个积分电阻R2与积分电容C构成一个回路，取电容C两端电压Uc,因交变磁场H在样品中产生交变的磁感应强度B，则：

式中S是磁芯的横截面积。

Claims (4)

1.一种软硬磁材料磁滞回线实验装置，其特征在于，包括机箱(1)和面板(2)，面板(2)上安装有软磁样品(4)、硬磁样品(3)；所述软磁样品(4)、硬磁样品(3)均绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈与设置在面板(2)上的初级线圈引岀座(8)相连，次级线圈与设置在面板(2)上的和次级线圈引岀座(7)相连；

机箱(1)内设置有取样电阻，面板(2)上设置有用于调节所述取样电阻大小的取样电阻调节旋钮(10)，以及用于引出调节后电阻的取样电阻引出座(6)；

机箱(1)内设置有励磁变压器(21)，面板(2)上设置有用于调节励磁变压器(21)输出电压大小的励磁电压调节旋钮(11)，以及用于引出调节后电压的励磁引出座(5)；

面板(2)上还设置有积分电阻(12)、两个积分电容(13)，以及用于引出积分电阻的积分电阻引岀座，和用于引出积分电容的积分电容引出座。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，还包括设置在面板(2)上的多对输入-输出插座，所述输入-输出插座包括一个输入插座和输出插座，输入插座和输出插座相连。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，引岀座包括两个设置在面板上的插座。

4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，面板(2)印有测量电原理图(9)。