《大学物理实验》课程教学资源（教材讲义）测铁磁材料的磁滞回线

第3章基础实验119（2）样品和样品架样品材料为砷化镓，N型半导体.样品的几何尺寸和参数如下：厚度d=0.016mm宽度b=2.3mm：D.D电极间距a=3.0mm.温度误差，零点飘逸<士0.06%/℃，实验中忽略不计.额定工作电流5mA（实验中最大取Is=4mA）样品架具有X调节功能及读数装置，上、下标尺“0”刻线对齐时，样品位于电磁铁提供的磁场中心.样品放置的方位（操作者俯视实验仪）如图3-13-4所示，（3）换向继电器继电器的换向原理如图3-13-5所示.当继电器线包不加控制电压时，动触点与常闭端相连接：当继电器线包加上控制电压继电器吸合，动触点与常开端相连接，实现与继电器相连的电路的换向功能??一0常闭触动点触点常(刀)开触OOo转换开关转换开关点（弹起）（按下）OO图3-13-53.测螺线管磁实验仪（参看图3-13-3（b）左）该实验仪也由3个部件组成：螺线管、样品架和换向开关，（1）螺线管参数螺线管长度L=260mm：内径D*=25mm：外径D=45mm螺线管总匝数N=2550±10匝，（2）样品和样品架样品材料为砷化，N型半导体.额定工作电流5mA（实验中最大取Is=4mA）样品架具有X、Y调节功能及读数装置.Y调节装霍耳片横杆的高度，使横杆（霍耳片）能在螺线管中自由移动，X调节可使霍耳片在螺线管中移动，并有读数装置记录所在位置，（3）换向继电器作用和工作原理与霍耳效应实验仪相同3. 14用示波器测铁磁材料的磁滞回线【引言】用示波器法测铁磁材料的动态磁特性，具有直观、方便和迅速等优点，能在交变磁场下观察和定量测绘铁磁材料的磁滞回线和起始磁化曲线，现已广泛用于快速检测和成品分类等方面

(2)样品和样品架 样品材料为砷化镓,N 型半导体.样品的几何尺寸和参数如下: 厚度d =0灡016 mm;宽度b=2灡3 mm;D,D曚电极间距a =3灡0 mm. 温度误差,零点飘逸 <暲0灡06%/曟,实验中忽略不计. 额定工作电流5 mA(实验中最大取IS =4 mA). 样品架具有 X 调节功能及读数装置,上、下标尺“0暠刻线对齐时,样品位于电磁铁提供的磁场中心.样品 放置的方位(操作者俯视实验仪)如图3灢13灢4所示, (3)换向继电器 继电器的换向原理如图3灢13灢5所示.当继电器线包不加控制电压时,动触点与常闭端相连接;当继电器 线包加上控制电压继电器吸合,动触点与常开端相连接,实现与继电器相连的电路的换向功能. 图3灢13灢5 3.测螺线管磁实验仪(参看图3灢13灢3(b)左) 该实验仪也由3个部件组成:螺线管、样品架和换向开关. (1)螺线管参数 螺线管长度L =260 mm;内径 D内 =25 mm;外径 D外 =45 mm. 螺线管总匝数 N =2550暲10匝. (2)样品和样品架 样品材料为砷化镓,N 型半导体.额定工作电流5 mA(实验中最大取IS =4 mA). 样品架具有 X、Y 调节功能及读数装置.Y 调节装霍耳片横杆的高度,使横杆(霍耳片)能在螺线管中自由 移动,X 调节可使霍耳片在螺线管中移动,并有读数装置记录所在位置. (3)换向继电器 作用和工作原理与霍耳效应实验仪相同. 3灡14 用示波器测铁磁材料的磁滞回线 暰引言暱 用示波器法测铁磁材料的动态磁特性,具有直观、方便和迅速等优点,能在交变磁场下观 察和定量测绘铁磁材料的磁滞回线和起始磁化曲线,现已广泛用于快速检测和成品分类等 方面. 第3章 基础实验 ·119·

大学物理实验:120:【实验目的】1.认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁特性2.测绘较硬磁特性样品1近饱和的一条磁滞回线，由此测定材料在此工作条件最大磁感应强度B.、矫顾力H、剩磁B.，以及磁滞损耗BH3.测绘较软磁特性样品2的基本磁化曲线，由此计算并作出材料的磁导率一H曲线【实验原理】铁磁物质是一种性能特异、用途广泛的材料.铁、钻、镍及其多种合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质，其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率很高.另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁物质仍保留磁化状态.图3-14-1所示为铁磁物质的磁感应强度B与磁化强度H的关系曲线图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B=H三0，当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如曲线段O～1所示，继而B随H迅速增长，如曲线段1～2其后B的增长又趋缓慢，如曲线段2～a，并当H增至H.时，B到达饱和值B.，曲线O～a称为起始磁化曲线.图3-14-1表明，当磁场从H.逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到O点，而是沿另一条新的曲线a～b下降，比较曲线段O～a和a～b口可知，H减小B相应也减小，但B的变化滞后于H的变化，这一现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H=0时，B不为0，而保留剩磁B,当磁场H反向从O逐渐变至一H，时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场一H，H。称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，曲线段b～c称为退磁曲线，BB tB.B.Af-H.-H.HHHH0e-B,Bm1图3-14+1铁磁质的起始磁化曲线和磁滞回线图3-142同一铁磁材料的一簇磁滞回线图3-14-1还表明，当磁场强度H按0→H.→0-→-H㎡→0次序变化，相应的磁感应强度B则按0→B,→B→B.→0→一B，→一B-→一B→0变化这一团合曲线称为磁滞回线.所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁芯），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁一→反向磁化一→反向去磁：在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，用符号「HB1表示，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比，单位是焦耳每立方米，表示单位体积的材料在完成一个磁滞回线变化周期的过程中消耗的磁能应该说明，初始状态为H=B=0的铁磁材料，在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化的过程中，可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，如图3-14-2所示.这些磁滞回线顶

暰实验目的暱 1.认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典型的铁磁物质的动态磁特性. 2.测绘较硬磁特性样品1近饱和的一条磁滞回线,由此测定材料在此工作条件最大磁感 应强度Bm、矫顽力 Hc、剩磁Br,以及磁滞损耗[BH]. 3.测绘较软磁特性样品2的基本磁化曲线,由此计算并作出材料的磁导率毺 H 曲线. 暰实验原理暱 铁磁物质是一种性能特异、用途广泛的材料.铁、钴、镍及其多种合金以及含铁的氧化物 (铁氧体)均属铁磁物质.其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率毺 很高.另一特征 是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁物质仍保留磁化状态.图3灢14灢1所示为铁磁物质的磁感应 强度B 与磁化强度H 的关系曲线. 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即B=H =0,当磁场 H 从零开始 增加时,磁感应强度B 随之缓慢上升,如曲线段O ~1所示,继而B 随H 迅速增长,如曲线段 1~2,其后B 的增长又趋缓慢,如曲线段2~a,并当 H 增至 Hm 时,B 到达饱和值Bm,曲线 O ~a称为起始磁化曲线.图3灢14灢1表明,当磁场从 Hm 逐渐减小至零,磁感应强度B 并不沿 起始磁化曲线恢复到O 点,而是沿另一条新的曲线a~b下降,比较曲线段O ~a和a ~b可 知,H 减小B 相应也减小,但B 的变化滞后于H 的变化,这一现象称为磁滞,磁滞的明显特征 是当H =0时,B 不为0,而保留剩磁Br. 当磁场H 反向从0逐渐变至-Hc 时,磁感应强度B消失,说明要消除剩磁,必须施加反向 磁场-Hc,Hc 称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,曲线段b~c称为退 磁曲线. 图3灢14灢1 铁磁质的起始磁化曲线和磁滞回线 图3灢14灢2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线 图3灢14灢1还表明,当磁场强度 H 按0曻 Hm 曻0曻-Hm 曻0次序变化,相应的磁感应强 度B 则按0曻Br 曻Bm 曻Br 曻0曻-Br 曻-Bm 曻-Br 曻0变化,这一闭合曲线称为磁滞回 线.所以,当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁芯),将沿磁滞回线反复被磁化 曻 去 磁 曻 反向磁化 曻 反向去磁.在此过程中要消耗额外的能量,并以热的形式从铁磁材料中释 放,这种损耗称为磁滞损耗,用符号 [HB] 表示.可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正 比,单位是焦耳每立方米,表示单位体积的材料在完成一个磁滞回线变化周期的过程中消耗的 磁能. 应该说明,初始状态为 H =B=0的铁磁材料,在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化的 过程中,可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线,如图3灢14灢2所示.这些磁滞回线顶 ·120· 大学物理实验

第3章基础实验121B.因B与H非线性，故铁点的连线称为铁磁材料的磁化曲线，由此可近似确定其磁导率=H'磁材料的μ（H）不是常数而是随H而变化，如图3-14-3所示.铁磁材料的相对磁导率μ（==/u）可高达数千乃至数万，这一特点是它用途广泛的主要原因之一tBBtu软磁7硬磁-HH0图3-14-3铁磁材料与H关系曲线图3-14-4不同铁磁材料的磁滞回线可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据.图3-14-4为常见的两种典型的磁滞回线，其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变压器、电机和交流磁铁的主要材料；而硬磁材料的磁滞回线较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来制造永磁体，观察和测量磁滞回线和磁化曲线的线路如图3-14-5所示，3.0VRBy(B)d0K2.5 v310k2n:1503SN.50C220μF2.0V3nSAMBLEGNDAC1.5 Va220V1.0V22U20.5x(H)oaRo0.5 20.50.50.50.50.50.50.50.50.5o-.Koo图3-14-5动态测量铁磁质B-H关系电路原理图待测材料做成EI形片状，叠成日字形.日字的窗口中镶有两个绕组：N为励磁绕组，n为用来测量磁感应强度B而设置的次级绕组.R1为励磁电流取样电阻，设通过N的交流励磁电流为订，根据安培环路定律，样品的磁化场强Ni1H-L式中L是日字形磁芯的口字磁路的平均长度号（R，是K：选择端至接地端之间的电阻)，所以因为i=R

点的连线称为铁磁材料的磁化曲线,由此可近似确定其磁导率毺= B H .因B 与H 非线性,故铁 磁材料的毺(H)不是常数而是随 H 而变化,如图3灢14灢3所示.铁磁材料的相对磁导率毺r(= 毺/毺0)可高达数千乃至数万,这一特点是它用途广泛的主要原因之一. 图3灢14灢3 铁磁材料毺与 H 关系曲线 图3灢14灢4 不同铁磁材料的磁滞回线 可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据.图3灢14灢4为常见的两种 典型的磁滞回线,其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小,是制造变压 器、电机和交流磁铁的主要材料;而硬磁材料的磁滞回线较宽,矫顽力大,剩磁强,可用来制造 永磁体. 观察和测量磁滞回线和磁化曲线的线路如图3灢14灢5所示. 图3灢14灢5 动态测量铁磁质B H 关系电路原理图 待测材料做成EI形片状,叠成日字形.日字的窗口中镶有两个绕组:N 为励磁绕组,n为用 来测量磁感应强度B 而设置的次级绕组.R1 为励磁电流取样电阻,设通过 N 的交流励磁电流 为i1,根据安培环路定律,样品的磁化场强 H = Ni1 L , 式中L 是日字形磁芯的口字磁路的平均长度. 因为i1 = u1 R1 (R1 是 K2 选择端至接地端之间的电阻),所以 第3章 基础实验 ·121·

122.大学物理实验NH=(3-14-1).ur.LR,式中，N.L为已知常数（参阅表3-14-3）,R，由实验室指定，所以只要测出u1，即可确定H为了测量磁感应强度B，在次级线圈n上串联一个电阻R，与电容C，构成一个回路，同时1，则Rz与C，又构成一个积分电路，若适当选择R，和C，，使R，》wC2E2E2(3-14-2)I2Rz27号71R+0C..式中，为电源的角频率，e，为次级线圈的感应电动势，因交变的磁场H在样品中产生交变的磁感应强度B，则e2=n=ns(3-14-3)dtdt式中，S为铁芯试样的截面积.设铁芯的宽度为a，厚度为b，则Sab由（3-14-2）、（3-14-3）式可得uz=uc1CJedt=%[dB=nsQ=17I2dt=B.(3-14-4)C,C,C,R,JC,R,JC,R,式中C2,R2，n和S均为已知常数（参阅表3-14-3），所以只要测出uz即可确定B综上所述，将图3-14-5中的ui和uz分别加到示波器的“X输人”和“Y输入”便可观察样品的B-H曲线图形.为了得到磁滞回线上所求点的B，H值，需从示波器屏上测出该点的坐标r，y，根据示波器通道灵敏度Dx，Dy，计算输人到XY方向的电压ui=rDx和u2=yDy，然后，再按（3-14-1）及（3-14-4）式计算出NNDxH =(3-14-5)LR,uLR.B=CR..CR,Dyns-uzs(3-14-6)nE2（3-14-4）式表明，示波器Y向输人的u2正比于，该电路在电子技术中称为积分电R,C2路，电压u2是感应电动势ε2对时间的积分.为了如实地绘出磁滞回线，要求：1tB(1)R2 》2元/Cz（2）在满足上述条件下，u2振幅很小，不能直接绘出大小适合的磁滞回线.为此，需将u2经过示波器Y向放大器增幅后输至Y向偏转板上，这就要求H在实验磁场的频率范围内，放大器的放大系数必须稳定，不会带来较大的相位畸变.事实上示波器难以完全送到这个要求，因此在实验时经常会出现如图3-14-6所示的畸变.观测时将X向输入“耦合”选择图3-14-6磁滞回线图形的畸变“AC”，Y向输入“耦合”选择“DC”档，并选择合适的R，和C，值可得到最佳磁滞回线图形，避免出现这种畸变

H = N LR1 ·u1, (3灢14灢1) 式中,N,L 为已知常数(参阅表3灢14灢3),R1 由实验室指定,所以只要测出u1,即可确定 H. 为了测量磁感应强度B,在次级线圈n上串联一个电阻R2 与电容C2 构成一个回路,同时 R2 与C2 又构成一个积分电路,若适当选择R2 和C2,使R2 烅 1 氊C2 ,则 I2 = 毰2 R2 2 + 1 氊C æ è ç ö ø ÷ 2 é ë êê ù û úú 2 1 2 曋 毰2 R2 , (3灢14灢2) 式中,氊 为电源的角频率,毰2 为次级线圈的感应电动势. 因交变的磁场 H 在样品中产生交变的磁感应强度B,则 毰2 =n d氄 dt =nS dB dt , (3灢14灢3) 式中,S 为铁芯试样的截面积.设铁芯的宽度为a,厚度为b,则S=ab. 由(3灢14灢2)、(3灢14灢3)式可得 u2 =uC = Q C2 = 1 C曇2 I2dt= 1 C2R曇2 毰2dt= nS C2R曇2 dB= nS C2R2 B, (3灢14灢4) 式中C2,R2,n和S 均为已知常数(参阅表3灢14灢3),所以只要测出u2,即可确定B. 综上所述,将图3灢14灢5中的u1 和u2 分别加到示波器的“X 输入暠和“Y 输入暠便可观察样 品的B H 曲线图形.为了得到磁滞回线上所求点的B,H 值,需从示波器屏上测出该点的坐标 x,y,根据示波器通道灵敏度DX ,DY ,计算输入到 X,Y 方向的电压u1 =xDX 和u2 =yDY ,然 后,再按(3灢14灢1)及(3灢14灢4)式计算出 H = N LR1 u1 = NDX LR1 x, (3灢14灢5) B= C2R2 nS u2 = C2R2DY nS y. (3灢14灢6) (3灢14灢4)式表明,示波器Y 向输入的u2 正比于 毰2 R2C2 ,该电路在电子技术中称为积分电 路,电压u2 是感应电动势毰2 对时间的积分.为了如实地绘出磁滞回线,要求: 图3灢14灢6 磁滞回线图形的畸变 (1)R2 烅 1 2毿fC2 . (2)在满足上述条件下,u2 振幅很小,不能直接 绘出大小适合的磁滞回线.为此,需将u2 经过示波 器Y 向放大器增幅后输至Y 向偏转板上.这就要求 在实验磁场的频率范围内,放大器的放大系数必须 稳定,不会带来较大的相位畸变.事实上示波器难以 完全达到这个要求,因此在实验时经常会出现如图 3灢14灢6所示的畸变.观测时将X 向输入“耦合暠选择 “AC暠,Y 向输入“耦合暠选择“DC暠档,并选择合适的 R2 和C2 值可得到最佳磁滞回线图形,避免出现这种畸变. ·122· 大学物理实验

第3章基础实验123.【实验仪器】TH-MHC磁滞回线实验仪，示波器【实验内容】1.观察样品1的一簇磁滞回线，测绘其中近饱和时（U一2.2V）的一条。（1）选取实验仪上的样品1，按实验仪上所给的电路（即图3-14-5）连接线路，选择R，一2.5Q“U选择”置于0位.将实验仪的输出信号ui和uz（即uH和uB）送到示波器的“CH1”和“CH2”输入端（连线时，示波器的每个输人端都有示波器的地线，因此只需将其中一个黑色的地线插头连到实验仪的地线上，多余的地线插头可闲置），调节示波器，使电子束光点呈现在显示屏坐标网格中心（2）开启实验仪电源，对试样进行退磁，即顺时针方向转动“U选择”旋钮，将U从0增至3V，观察不同电压时磁滞回线的变化情况，然后逆时针方向转动旋钮，从3V降到0V，这时样品便处于H三0.B三0的磁中性状态（3）调节U选择”为2.2V，调节示波器CH1，CH2通道灵敏度使磁滞回线图像在屏幕范围内尽量大.记录示波器CH1，CH2的伏格值Dx，Dy，测出磁滞回线上对应士H，士H。士Bm，士B，和其他若干个点的坐标，y，一并记人表3-14-1.（4）利用计算出的B，H值在坐标纸上绘出磁滞回线，并估算磁滞回线所围面积（所含有小方格的数目乘以B，H的格坐标值），即材料的磁滞损耗，并在图的空白处注明磁特性矫顽力H，剩磁B,，饱和磁通密度B㎡以及磁损BH表3-14-1测样品1磁滞回线数据表V/divU = 2.2 V:R1=2.50;V/div;Dy =Dx =a/divy/divH/(A/m)B/TY=0X左=X =B=0-H,=H, =2.测绘样品2的起始磁化曲线（B-H曲线）和磁导率曲线（u，-H曲线）（1）将连接样品1的导线撤换至样品2.仿照前面对样品1退磁的操作，在对样品2退磁的同时，观察示波器上样品2不同工作电压的磁滞回线（注意右上顶点位置）（2）逐步增加“U选择”电压，分别在表3-14-2中记录每条磁滞回线（第1象限的）顶点的坐标，并记下对应的励磁电压U和通道灵敏度DxDx：在此操作中，注意调节示波器X通道灵敏度和Y通道灵敏度（可同时改变R，的大小），使磁滞回线图像尽量充满屏幕，（3）仿图3-14-3，在坐标纸上，根据计算出的H：，B；产；绘出起始磁化曲线和磁导率曲线，注意纵坐标轴既表示B，又表示，可将两个刻度尺分别设在纵轴两侧

暰实验仪器暱 TH MHC磁滞回线实验仪,示波器. 暰实验内容暱 1.观察样品1的一簇磁滞回线,测绘其中近饱和时(U =2灡2V)的一条. (1)选取实验仪上的样品1,按实验仪上所给的电路(即图3灢14灢5)连接线路,选择R1 = 2灡5毟,“U 选择暠置于0位.将实验仪的输出信号u1 和u2(即uH 和uB)送到示波器的“CH1暠和 “CH2暠输入端(连线时,示波器的每个输入端都有示波器的地线,因此只需将其中一个黑色的 地线插头连到实验仪的地线上,多余的地线插头可闲置),调节示波器,使电子束光点呈现在显 示屏坐标网格中心. (2)开启实验仪电源,对试样进行退磁,即顺时针方向转动“U 选择暠旋钮,将U 从0增至 3V,观察不同电压时磁滞回线的变化情况,然后逆时针方向转动旋钮,从3V 降到0V,这时 样品便处于 H =0,B=0的磁中性状态. (3)调节“U选择暠为2灡2V,调节示波器CH1,CH2通道灵敏度使磁滞回线图像在屏幕范 围内尽量大.记录示波器 CH1,CH2的伏格值 DX ,DY ,测出磁滞回线上对应 暲 Hm,暲 Hc, 暲Bm,暲Br 和其他若干个点的坐标x,y,一并记入表3灢14灢1. (4)利用计算出的B,H 值在坐标纸上绘出磁滞回线,并估算磁滞回线所围面积(所含有小 方格的数目乘以B,H 的格坐标值),即材料的磁滞损耗,并在图的空白处注明磁特性矫顽力 Hc,剩磁Br,饱和磁通密度Bm 以及磁损[BH]. 表3灢14灢1 测样品1磁滞回线数据表 U =2灡2V; R1 =2灡5毟; DX = V/div; DY = V/div x/div y/div H/(A/m) B/T Y =0 X左 = X右 = B =0 -Hc = Hc = 2.测绘样品2的起始磁化曲线(B H 曲线)和磁导率曲线(毺r H 曲线). (1)将连接样品1的导线撤换至样品2.仿照前面对样品1退磁的操作,在对样品2退磁的 同时,观察示波器上样品2不同工作电压的磁滞回线(注意右上顶点位置). (2)逐步增加“U 选择暠电压,分别在表3灢14灢2中记录每条磁滞回线(第1象限的)顶点的 坐标,并记下对应的励磁电压U 和通道灵敏度DX ,DY .在此操作中,注意调节示波器X 通道灵 敏度和Y 通道灵敏度(可同时改变R1 的大小),使磁滞回线图像尽量充满屏幕. (3)仿图3灢14灢3,在坐标纸上,根据计算出的 Hi,Bi,毺i 绘出起始磁化曲线和磁导率曲线. 注意纵坐标轴既表示B,又表示毺,可将两个刻度尺分别设在纵轴两侧. 第3章 基础实验 ·123·

大学物理实验124：表3-14-2测“样品2”起始磁化曲线数据表2356701011序号149U/V3.00.00.51.01.21.51.82.02.22.52.8R./02.5Dx/(V/div)D/(V/div)a/div0.00.0y/divH/(A/m)B/Tμ/(H/m)pr表3-14-3TH-MHC磁回线实验仪参数表N/Tn/TS/m2L/mR2/2C/F501508.0×10-56.0×10-21.00×1042.0×10-5【预习思考题】1.如果示波器上出现的磁滞回线顶点在坐标系2，4象限，怎样改动一下图3-14-5中连线可使顶点落在1，3象限？2.测样品的起始磁化曲线能否让示波器不工作在X一Y方式而是Y一T方式？请解释【讨论思考题】1.根据测量线路中的R，和Cz的值，核算一下由R，和C2组成的积分电路的时间常数，是1否满足RzC》2元f°2.如果使用样品1的材料制造一只电源（50Hz）变压器，变压器铁芯的体积为200cm，工作时其线圈电流与其铁芯磁路的“安米”数据与实验中“测磁滞回线”情况正好相同，问工作时变压器的磁损约为多少瓦？铁芯中磁通密度为多少高斯？【拓展阅读】[1]戎昭金，张荠，刘金寿，于淑华.2004.示波器法测磁滞回线实验的研究.大连大学学报，25（04）：2528.[2］宋秀花.1995.测定磁滞回线的新方法.河南大学学报（自然科学版），25（01）：76.3.15硅光电池特性实验【引言】光电池是一种光电转换元件，它不需外加电源而能直接把光能转换为电能.光电池的种类很多，常见的有硒、锗、硅、砷化镓、氧化铜等.其中应用最广的是硅光电池，硅光电池是根据光生伏特效应而制成的光电转换元件，它的用途主要有两个方面：一是作为光辐射探测器件，二是作为太阳能电源装置.它具有性能稳定，光谱响应范围宽，转换效率高，线性响应好，使用寿命长，耐高温辐射，光谱灵敏度和人眼灵敏度相近等优点.通过实验对硅光电池的基本特性和简单应用做初步的了解和研究，有利于了解使用日益广泛的各种光电器件

表3灢14灢2 测“样品2暠起始磁化曲线数据表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 U/V 0灡0 0灡5 1灡0 1灡2 1灡5 1灡8 2灡0 2灡2 2灡5 2灡8 3灡0 R1/毟 2灡5 DX/(V/div) - DY/(V/div) - x/div 0灡0 y/div 0灡0 H/(A/m) B/T 毺/(H/m) 毺r 表3灢14灢3 TH MHC磁滞回线实验仪参数表 N/T n/T S/m2 L/m R2/毟 C2/F 50 150 8灡0暳10-5 6灡0暳10-2 1灡00暳104 2灡0暳10-5 暰预习思考题暱 1.如果示波器上出现的磁滞回线顶点在坐标系2,4象限,怎样改动一下图3灢14灢5中连线 可使顶点落在1,3象限? 2.测样品的起始磁化曲线能否让示波器不工作在 X -Y 方式而是Y -T 方式? 请解释. 暰讨论思考题暱 1.根据测量线路中的R2 和C2 的值,核算一下由R2 和C2 组成的积分电路的时间常数,是 否满足R2C2 烅 1 2毿f . 2.如果使用样品1的材料制造一只电源(50Hz)变压器,变压器铁芯的体积为200cm3, 工作时其线圈电流与其铁芯磁路的“安/米暠数据与实验中“测磁滞回线暠情况正好相同,问工 作时变压器的磁损约为多少瓦? 铁芯中磁通密度为多少高斯? 暰拓展阅读暱 [1] 戎昭金,张霁,刘金寿,于淑华.2004.示波器法测磁滞回线实验的研究.大连大学学 报,25(04):25—28. [2] 宋秀花.1995.测定磁滞回线的新方法.河南大学学报(自然科学版),25(01):76. 3灡15 硅光电池特性实验 暰引言暱 光电池是一种光电转换元件,它不需外加电源而能直接把光能转换为电能.光电池的种类 很多,常见的有硒、锗、硅、砷化镓、氧化铜等.其中应用最广的是硅光电池.硅光电池是根据光 生伏特效应而制成的光电转换元件,它的用途主要有两个方面:一是作为光辐射探测器件,二 是作为太阳能电源装置.它具有性能稳定,光谱响应范围宽,转换效率高,线性响应好,使用寿 命长,耐高温辐射,光谱灵敏度和人眼灵敏度相近等优点.通过实验对硅光电池的基本特性和 简单应用做初步的了解和研究,有利于了解使用日益广泛的各种光电器件. ·124· 大学物理实验