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1、霍尔法测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线本讲稿第一页，共十四页目的与要求目的与要求1.1.学习铁磁材料剩磁的退磁方法学习铁磁材料剩磁的退磁方法2.2.了解霍尔传感器测量磁感应强度的原理了解霍尔传感器测量磁感应强度的原理3.3.用霍尔传感器测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线用霍尔传感器测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线本讲稿第二页，共十四页磁介质磁介质磁介质磁介质:凡处在磁场中与磁凡处在磁场中与磁 场发生相互作场发生相互作,能够磁化的物质。能够磁化的物质。B=B0+B=r H弱磁性物质弱磁性物质强磁性物质强磁性物质顺磁质顺磁质如氧、铝、钨、铂、铬等如氧、铝、钨、铂、铬等如氮、水、铜、银、金、铋等如氮、
2、水、铜、银、金、铋等同向同向）与0(,1B BBrrr铁磁质铁磁质抗磁质抗磁质,r反向反向）与0(1BBrr本讲稿第三页，共十四页铁磁质的应用铁磁质的应用收音机收音机电视机电视机硬盘硬盘磁传感器磁传感器.在电磁铁、电机、变压器在电磁铁、电机、变压器和电表的线圈中都要放置和电表的线圈中都要放置铁磁性物质铁磁性物质,借以增强磁借以增强磁性及增强磁场。性及增强磁场。本讲稿第四页，共十四页磁悬浮列车磁悬浮列车本讲稿第五页，共十四页铁磁质磁畴铁磁质磁畴为什么铁磁质能大大增强磁场呢？为什么铁磁质能大大增强磁场呢？B参考文献：马文蔚，物理学中册，高等教育出版社参考文献：马文蔚，物理学中册，高等教育出版社本讲
3、稿第六页，共十四页铁磁质的磁化机制铁磁质的磁化机制自发磁化小区域自发磁化小区域磁畴磁畴磁畴在外磁场作用下的表现为：磁畴在外磁场作用下的表现为：与外磁场方向相同与外磁场方向相同/相近的磁畴扩相近的磁畴扩大自己的体积大自己的体积磁畴壁的外移和磁矩的转向是不可逆的；磁畴壁的外移和磁矩的转向是不可逆的；随外磁场的增加逐步达饱和随外磁场的增加逐步达饱和存在居里点原因存在居里点原因:温度升高时铁磁温度升高时铁磁质中的自发磁化区域磁畴受到剧质中的自发磁化区域磁畴受到剧烈的分子热运动的破坏，磁畴被烈的分子热运动的破坏，磁畴被瓦解瓦解,铁磁质的特性消失铁磁质的特性消失,过渡到过渡到顺磁质顺磁质.本讲稿第七页，共
4、十四页磁滞回线特性磁滞回线特性0 B Bm无序无序 有序有序 高度有序高度有序 磁饱和性磁饱和性 磁滞，滞后性磁滞，滞后性不可逆性不可逆性中心对称性中心对称性起始磁化曲线起始磁化曲线剩磁剩磁Br矫顽矫顽力力Hc 磁滞回线磁滞回线本讲稿第八页，共十四页铁磁性材料铁磁性材料硬磁材料：硬磁材料：不容易不容易磁化磁化，但经过外加磁场磁化以后能长期保留其强磁，但经过外加磁场磁化以后能长期保留其强磁性性;软磁材料软磁材料：在外磁场中在外磁场中很容易很容易磁化和退磁、去掉外磁场后磁化和退磁、去掉外磁场后又容易失去剩磁又容易失去剩磁;矩磁材料：作为二进制记忆元件矩磁材料：作为二进制记忆元件HHHBBB本讲稿第
5、九页，共十四页霍尔效应霍尔效应 把半导体薄片（锗片或硅片）放在磁感应强度为把半导体薄片（锗片或硅片）放在磁感应强度为B B的磁场中，并使薄片平面垂直于磁场方向，如果在的磁场中，并使薄片平面垂直于磁场方向，如果在纵向（垂直于纵向（垂直于B B的方向），通以电流的方向），通以电流 I,I,那么在薄片那么在薄片的两侧面的两侧面a,ba,b之间就会产生电势差。之间就会产生电势差。本讲稿第十页，共十四页B B测量测量:霍尔效应霍尔效应仪器仪器H HI I外加磁场外加磁场大小：线圈电流的大小大小：线圈电流的大小方向：双刀双掷开关方向：双刀双掷开关本讲稿第十一页，共十四页操作操作 探头位置：磁场均匀的区域内
6、一点探头位置：磁场均匀的区域内一点 探头调零：利用磁滞回线中心对称性；探头调零：利用磁滞回线中心对称性；退磁：不对称快速退磁法；退磁：不对称快速退磁法；起始磁化曲线：起始磁化曲线：I=0-Imax,I=0-Imax,每每50.0mA50.0mA；磁滞回线：每磁滞回线：每50.0mA50.0mA测量并记录测量并记录I,BI,B值，四段曲线。值，四段曲线。问题：测量过程中，电流调节是否可以倒退？为什么？问题：测量过程中，电流调节是否可以倒退？为什么？交流退磁法交流退磁法敲击法敲击法加热法加热法本讲稿第十二页，共十四页数据处理要求数据处理要求 绘出起始磁化曲线绘出起始磁化曲线和磁滞回线，注意和磁滞回
7、线，注意作图的规范性；作图的规范性；求求B Br,r,总结并讨论实验中你总结并讨论实验中你所采用的退磁方法。所采用的退磁方法。图名图名.比例：比例：x x轴轴1cm1cm代表代表.Y Y轴轴1cm1cm代表代表.本讲稿第十三页，共十四页注意事项注意事项1.1.电流等于电流等于0 0时，才扳动电流反向开关；时，才扳动电流反向开关；2.2.测量磁化曲线和磁滞回线时，调节励磁电流增加或减小都测量磁化曲线和磁滞回线时，调节励磁电流增加或减小都不能倒退；不能倒退；3.3.使用调节旋钮时，必须小幅度轻轻转动，调到头时不使用调节旋钮时，必须小幅度轻轻转动，调到头时不要继续旋转，防止损坏。严禁扳拉霍尔探头。要继续旋转，防止损坏。严禁扳拉霍尔探头。本讲稿第十四页，共十四页