大學(xué)物理實驗-磁滯回線的測量教學(xué)ppt

1、霍爾法測量鐵磁材料的霍爾法測量鐵磁材料的磁滯回線和磁化曲線磁滯回線和磁化曲線目的與要求目的與要求1.1.學(xué)習鐵磁材料剩磁的退磁方法學(xué)習鐵磁材料剩磁的退磁方法2.2.了解霍爾傳感器測量磁感應(yīng)強度的原理了解霍爾傳感器測量磁感應(yīng)強度的原理3.3.用霍爾傳感器測量鐵磁材料的磁滯回線和磁化曲線用霍爾傳感器測量鐵磁材料的磁滯回線和磁化曲線磁介質(zhì)磁介質(zhì)磁介質(zhì)磁介質(zhì): : 凡處在磁場中與磁凡處在磁場中與磁 場發(fā)生相互作場發(fā)生相互作, , 能夠磁化的物質(zhì)。能夠磁化的物質(zhì)。 B= B0+ B = r H弱磁性物質(zhì)弱磁性物質(zhì)強磁性物質(zhì)強磁性物質(zhì)順磁質(zhì)順磁質(zhì)如氧、鋁、鎢、鉑、鉻等如氧、鋁、鎢、鉑、鉻等如氮、水、銅、銀

2、、金、鉍等如氮、水、銅、銀、金、鉍等同向同向）與0(, 1B BBrrr鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)抗磁質(zhì)抗磁質(zhì),r反向反向）與0(1BBrr鐵磁質(zhì)的應(yīng)用鐵磁質(zhì)的應(yīng)用收音機收音機電視機電視機硬盤硬盤磁傳感器磁傳感器.在電磁鐵、電機、變在電磁鐵、電機、變壓器和電表的線圈中壓器和電表的線圈中都要放置鐵磁性物質(zhì)都要放置鐵磁性物質(zhì), ,借以增強磁性及增強借以增強磁性及增強磁場。磁場。磁懸浮列車磁懸浮列車鐵磁質(zhì)磁疇鐵磁質(zhì)磁疇為什么鐵磁質(zhì)能大大增強磁場呢？為什么鐵磁質(zhì)能大大增強磁場呢？B參考文獻：馬文蔚，參考文獻：馬文蔚，物理學(xué)物理學(xué)中冊，高等教育出版社中冊，高等教育出版社鐵磁質(zhì)的磁化機制鐵磁質(zhì)的磁化機制 自發(fā)磁化小區(qū)域

3、自發(fā)磁化小區(qū)域磁疇磁疇 磁疇在外磁場作用下的表現(xiàn)為：磁疇在外磁場作用下的表現(xiàn)為：與外磁場方向相同與外磁場方向相同/ /相近的磁疇相近的磁疇擴大自己的體積擴大自己的體積磁疇壁的外移和磁矩的轉(zhuǎn)向是不磁疇壁的外移和磁矩的轉(zhuǎn)向是不可逆的；可逆的；隨外磁場的增加逐步達飽和隨外磁場的增加逐步達飽和存在居里點原因存在居里點原因: :溫度升高時鐵溫度升高時鐵磁質(zhì)中的自發(fā)磁化區(qū)域磁疇受到磁質(zhì)中的自發(fā)磁化區(qū)域磁疇受到劇烈的分子熱運動的破壞，磁疇劇烈的分子熱運動的破壞，磁疇被瓦解被瓦解, ,鐵磁質(zhì)的特性消失鐵磁質(zhì)的特性消失, ,過渡過渡到順磁質(zhì)到順磁質(zhì). .磁滯回線特性磁滯回線特性0 B Bm無序無序 有序有序 高

4、度有序高度有序 磁飽和性磁飽和性 磁滯，滯后性磁滯，滯后性不可逆性不可逆性中心對稱性中心對稱性 起始磁化曲線起始磁化曲線剩磁剩磁Br矯頑矯頑力力Hc 磁滯回線磁滯回線鐵磁性材料鐵磁性材料硬磁材料：硬磁材料：不容易不容易磁化磁化，但經(jīng)過外加磁場磁化以后能長期保，但經(jīng)過外加磁場磁化以后能長期保留其強磁性留其強磁性; ; 軟磁材料軟磁材料：在外磁場中在外磁場中很容易很容易磁化和退磁、去掉外磁磁化和退磁、去掉外磁場后又容易失去剩磁場后又容易失去剩磁; ;矩磁材料：作為二進制記憶元件矩磁材料：作為二進制記憶元件HHHBBB霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng) 把半導(dǎo)體薄片（鍺片或硅片）放在磁感應(yīng)強度把半導(dǎo)體薄片（鍺片或硅片

5、）放在磁感應(yīng)強度為為B B的磁場中，并使薄片平面垂直于磁場方向，如果的磁場中，并使薄片平面垂直于磁場方向，如果在縱向（垂直于在縱向（垂直于B B的方向），通以電流的方向），通以電流 I, I, 那么在那么在薄片的兩側(cè)面薄片的兩側(cè)面a,ba,b之間就會產(chǎn)生電勢差。之間就會產(chǎn)生電勢差。 dBIRUHHHB B測量測量: : 霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)儀器儀器lINHccHIHI外加磁場外加磁場大?。壕€圈電流的大小大?。壕€圈電流的大小方向：雙刀雙擲開關(guān)方向：雙刀雙擲開關(guān)II操作操作 探頭位置：磁場均勻的區(qū)域內(nèi)一點探頭位置：磁場均勻的區(qū)域內(nèi)一點 探頭調(diào)零：利用磁滯回線中心對稱性；探頭調(diào)零：利用磁滯回線中心對稱性

6、； 退磁：不對稱快速退磁法；退磁：不對稱快速退磁法； 起始磁化曲線：起始磁化曲線：I=0-Imax,I=0-Imax,每每50.0mA50.0mA；磁滯回線：每磁滯回線：每50.0mA50.0mA測量并記錄測量并記錄I,BI,B值，四段曲線。值，四段曲線。問題：測量過程中，電流調(diào)節(jié)是否可以倒退？為什么？問題：測量過程中，電流調(diào)節(jié)是否可以倒退？為什么？交流退磁法交流退磁法敲擊法敲擊法加熱法加熱法數(shù)據(jù)處理要求數(shù)據(jù)處理要求 繪出起始磁化曲繪出起始磁化曲線和磁滯回線，注線和磁滯回線，注意作圖的規(guī)范性；意作圖的規(guī)范性；求求B Br, r, 總結(jié)并討論實驗總結(jié)并討論實驗中你所采用的退磁中你所采用的退磁方法。方法。lINHcc圖名圖名. .比例：比例：x x軸軸1cm1cm代表代表. .Y Y軸軸1cm1cm代表代表. .注意事項注意事項1.1.電流等于電流等于0 0時，才扳動電流反向開關(guān)；時，才扳動電流反向開關(guān)；2. 2. 測量磁化曲線和磁滯回線時，調(diào)節(jié)勵磁電流增加測量磁化曲線和磁滯回線時，調(diào)節(jié)勵磁電流增加或減小都不能