1鐵磁材料居里點(diǎn)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)儀器 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1）了解示波器測(cè)量動(dòng)態(tài)磁滯回線的原理和方法； （2）學(xué)會(huì)一種測(cè)量鐵磁材料居里點(diǎn)的方法。 2.實(shí)驗(yàn)儀器 用于測(cè)量環(huán)狀磁性介質(zhì)樣品的JLD-Ⅲ居里點(diǎn)測(cè)量?jī)x（含五種樣品）。二、實(shí)驗(yàn)原理 1.鐵磁材料和居里點(diǎn) 鐵磁材料在很小的磁場(chǎng)作用下就被磁化到飽和，不但磁化率大于零，而且達(dá)到χ~10—106數(shù)量級(jí)，當(dāng)鐵磁性物質(zhì)的溫度高于臨界溫度Tc（居里點(diǎn)溫度）時(shí)，鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成為順磁性。即在居里點(diǎn)附近，材料的磁性發(fā)生突變。 反復(fù)磁化鐵磁材料時(shí)會(huì)出現(xiàn)磁滯現(xiàn)象。另一重要的特點(diǎn)就是磁滯。磁滯現(xiàn)象是材料磁化時(shí)，材料內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度B不僅與當(dāng)時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H有關(guān)，而且與以前的磁化狀態(tài)有關(guān)。 2.示波器測(cè)量磁滯回線的原理如圖所示，給待定鐵心線圈（N匝）通50Hz交流電，次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ε=-WSdBdt,次級(jí)回路電壓方程為ε=Ri+uC，當(dāng)R>>12πfC時(shí)，Ri>>ui=εR=-WSRdBdtuC=qC=q0C+1C0tidt=(q0C 上式中，前一項(xiàng)為t=0時(shí)，電容初始狀態(tài)和鐵芯初始狀態(tài)決定的直流電壓值，若其為0，則uC=-WSRCB，即uC∝B，將uC 在初級(jí)線圈中，uH=RHiH，而H=niH，則uH=RHnH，將uH 綜上，示波器上能夠顯示出穩(wěn)定的B-H曲線。三、實(shí)驗(yàn)步驟 測(cè)量環(huán)狀磁性介質(zhì)的居里點(diǎn) 1.接線：將加熱接口與居里點(diǎn)測(cè)試儀接口用專線相連；將鐵磁材料樣品與居里點(diǎn)測(cè)試儀用專線相連，并把樣品放入加熱絲；面板上的溫度傳感器接插件對(duì)應(yīng)相接；將B輸出（感生電動(dòng)勢(shì)）與示波器的Y輸入相連，H輸出（原線圈端電壓）與示波器的X輸入相連接。 2.將加熱電流及激勵(lì)電壓調(diào)節(jié)鈕左旋至最小，開啟居里點(diǎn)測(cè)試儀電源箱上的電源開關(guān)，打開示波器。 3.適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)示波器的Y軸衰減，X軸衰減，調(diào)節(jié)激勵(lì)電流，示波器上就顯示出了磁滯回線，以圖形大小始于觀察來決定激勵(lì)電流的大小，并保持穩(wěn)定。 4.調(diào)節(jié)加熱電流大小，當(dāng)升溫開始后，每隔5℃或3℃記錄一次溫度t和電壓值ueff.當(dāng)電壓變化較快時(shí)，每升高約1℃，記錄一次數(shù)據(jù)。加熱電流不要太大。 5.當(dāng)爐溫達(dá)到此樣品的居里點(diǎn)時(shí)，磁滯回線消失成一條直線，記下此時(shí)的溫度，再升高幾度繼續(xù)測(cè)幾個(gè)點(diǎn)。 6.測(cè)試完成，令加熱電流回零，拔掉電熱絲連線，自然冷卻至室溫，關(guān)閉電源。 7.換樣品再次測(cè)試。四、數(shù)據(jù)處理 本次實(shí)驗(yàn)我們總共測(cè)量了1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)共計(jì)三個(gè)鐵磁材料的居里點(diǎn)，繪制的ueff~T曲線分別如下圖，應(yīng)用excel繪制曲線后，在利用matlab和origin的結(jié)合可以求得曲線上切線斜率絕對(duì)值最大點(diǎn)所在坐標(biāo)，及其切線的斜率。則三個(gè)樣品的居里點(diǎn)計(jì)算如下：

樣品1： 求得切線斜率最大點(diǎn)坐標(biāo)為（108.3，62），切線斜率k=-19.9，則切線方程為：u=-19.9T+2217當(dāng)u=0時(shí)，得T=111.4，即1號(hào)樣品的居里點(diǎn)為約TC=111.4℃. 樣品3： 求得切線斜率最大點(diǎn)坐標(biāo)為（91.4，42），切線斜率k=-48.6，則切線方程為：u=-19.9T+1861當(dāng)u=0時(shí)，得T=93.5，即3號(hào)樣品的居里點(diǎn)為約TC=93.5℃. 樣品5： 求得切線斜率最大點(diǎn)坐標(biāo)為（68.3，58），切線斜率k=-99.0，則切線方程為：u=-99.0T+6820當(dāng)u=0時(shí)，得T=68.9，即5號(hào)樣品的居里點(diǎn)為約TC=68.9℃.五、分析討論（提示：分析討論不少于400字） 1.實(shí)驗(yàn)中我們主要利用了鐵磁材料的磁滯回線，而關(guān)于磁滯回線是怎么產(chǎn)生的，通過查閱物理實(shí)驗(yàn)書前一節(jié)的內(nèi)容（2.8節(jié)，鐵磁材料磁滯回線的測(cè)定）我得知磁滯回線的產(chǎn)生原因：如圖，設(shè)鐵磁質(zhì)在開始時(shí)沒有磁化，如磁化場(chǎng)H逐漸增加，B將沿oa增加，曲線oa叫做起始磁化曲線。當(dāng)H增大到某一值時(shí)，B將達(dá)到飽和。若將磁化場(chǎng)H減小，則B并不沿原來的磁化曲線減小，而是沿圖中ab曲線下降，即使H降到零（圖中的b點(diǎn)）時(shí)，B≠0，B的值仍接近飽和值，與b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的B值，稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br（剩磁）。當(dāng)加反向磁化場(chǎng)H時(shí)，B隨之減小，當(dāng)反向磁化場(chǎng)達(dá)到某一值時(shí)，B=0，與oc相當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)強(qiáng)度Hc稱為矯頑磁力。當(dāng)反向場(chǎng)繼續(xù)增加時(shí)，鐵磁質(zhì)中產(chǎn)生反向磁感應(yīng)強(qiáng)度，并很快達(dá)到飽和。逐漸減小反向磁化場(chǎng)，減到零，再加正向磁化場(chǎng)時(shí)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度沿defa變化，形成一閉合曲線abcdefa，閉合曲線稱為磁滯回線。 2.實(shí)驗(yàn)中我們通過曲線上斜率最大處的切線與橫軸的交點(diǎn)來確定Tc，而不是由曲線與橫軸的交點(diǎn)來確定Tc，這是因?yàn)榻咏永稂c(diǎn)附近時(shí)，鐵磁性已基本轉(zhuǎn)化為順磁性，雖然μ值較小，但仍大于0，故εeff～T曲線與橫坐標(biāo)沒有相交，當(dāng)溫度高于居里點(diǎn)時(shí)，鐵磁材料磁性突變，如果利用與橫軸的交點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生較大誤差。 3.實(shí)驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)起始時(shí)期由于不知道樣品居里點(diǎn)的大致值，所以升溫速率不好把握，通過三次實(shí)驗(yàn)我們認(rèn)為開始時(shí)可將升溫速率調(diào)快一些，約為3℃/min，每隔3℃記錄一組數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓值下降速率明顯加快時(shí)，馬上將升溫速率降低，每隔1℃記錄一組數(shù)據(jù)。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 1.本次實(shí)驗(yàn)通過對(duì)鐵磁性材料居里點(diǎn)的測(cè)試，我發(fā)現(xiàn)鐵磁材料的溫度在到達(dá)居里點(diǎn)時(shí)，磁滯回線變成一條直線，這說明鐵磁材料在溫度高于居里點(diǎn)時(shí)由鐵磁體轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾朋w。 2.通過繪制εeff～T曲線，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨溫度升高而下降的現(xiàn)象，開始時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下降速度較慢，在居里點(diǎn)附近下降迅速。七、原始數(shù)據(jù)（要求與提示：此處將原始數(shù)據(jù)拍成照片貼圖即可）2，侵權(quán)必究聯(lián)系QQ68843242本頁(yè)為自動(dòng)生成頁(yè)，如不需要請(qǐng)刪除！謝謝！如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系68843242刪除！2，侵權(quán)必究聯(lián)系QQ688432422，2，侵權(quán)必究聯(lián)系Q