基本磁化曲线与磁导率

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铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告一、实验目的1、认识铁磁物质的磁化规律,加深对铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线概念的理解。

2、学会使用示波器观察并测绘铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线。

3、测定样品的一些基本磁化参数,如饱和磁感应强度 Bs、剩磁感应强度 Br、矫顽力 Hc 等。

二、实验原理1、铁磁材料的磁化特性铁磁物质具有很强的磁化能力,其磁导率远大于非铁磁物质。

铁磁材料的磁化过程是不可逆的,存在磁滞现象。

2、磁滞回线当磁场强度 H 从零开始逐渐增加时,磁感应强度 B 随之增加。

当H 增大到一定值时,B 不再增加,达到饱和值 Bs。

随后逐渐减小 H,B 并不沿原曲线减小,而是滞后于 H 的变化。

当 H 减小到零时,B 不为零,而是保留一定的值 Br,称为剩磁感应强度。

要使 B 减为零,必须加反向磁场,当反向磁场达到一定值 Hc 时,B 才为零,Hc 称为矫顽力。

继续增大反向磁场,B 达到反向饱和值Bs,再逐渐增大正向磁场,B 又沿原来的曲线变化,形成一个闭合的曲线,称为磁滞回线。

3、基本磁化曲线将一系列不同幅值的正弦交变磁场依次作用于铁磁材料样品,可得到一系列大小不同的磁滞回线。

连接各磁滞回线顶点的曲线称为基本磁化曲线。

三、实验仪器示波器、实验变压器、电阻箱、标准互感器、待测铁磁材料环形样品等。

四、实验步骤1、按实验电路图连接好线路,检查无误后接通电源。

2、调节示波器,使其能清晰显示磁滞回线。

3、逐渐增大交流电压,使磁场强度 H 逐渐增加,观察示波器上磁滞回线的变化,直至达到饱和。

4、逐点记录磁滞回线顶点的坐标(H,B)。

5、减小交流电压,重复上述步骤,测量多组数据。

6、根据测量数据绘制磁滞回线和基本磁化曲线。

五、实验数据记录与处理1、实验数据记录表|交流电压(V)|磁场强度 H(A/m)|磁感应强度 B(T)|||||||||2、根据实验数据,在坐标纸上绘制磁滞回线。

3、连接磁滞回线的顶点,得到基本磁化曲线。

磁导率

磁导率

磁导率表示物质磁化性能的一个物理量,是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比,又成为绝对磁导率。

物质的绝对磁导率和真空磁导率(设为μ0=4*3.14*0.0000001H/m)比值称为相对磁导率,也就是我们一般意义上的磁导率。

对于顺磁质μr>1,对于抗磁质μr<1,但它们都与1相差很小(例如铜的μr与1之差的绝对值是0.94×10-5)。

然而铁磁质的μr可以大至几万。

非铁磁性物质的μ近似等于μ0。

而铁磁性物质的磁导率很高,μ>>μ0。

铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000;镍铁合金为2000;锰锌铁氧体为300~5000;坡莫合金为20000~200000。

空气的相对磁导率为1.00000004;铂为1.00026;汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质,其相对磁导率都小于1,分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。

所以,铜虽然具有抗磁性,但相对磁导率也有0.99990;纯铁为顺磁性物质,其相对磁导率会达到400以上。

所以用铜裹住铁并不能阻断磁力,而且是远远不能。

在某些特殊情况下,铜的抗磁性就会表现出来,如规格很小的烧结钕铁硼磁体D3*0.8电镀镍铜镍后,磁通量会降低7-8%(当然,这个损失还包括倒角和镍层屏蔽导致的磁损)。

直截了当地讲,磁场无处不在,是不能阻断的。

只不过各种物质导磁性有所差异,如空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等相对磁导率近似为1,它们对磁不感兴趣;而铁磁性材料如铸铁、铸钢、硅钢片、铁氧体、坡莫合金等材料具有良好的导磁性能,因此可用于导磁,也可用于隔磁(本质上还是导磁)。

磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。

常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。

目录1简介2常用参数3功能4方法原理1简介磁导率μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即μ=dB / dH通常使用的是磁介质的相对磁导率μr,其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比,即μr=μ/μ0相对磁导率μr与磁化率χ的关系是:μr=1+χ磁导率μ,相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。

物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】实验20铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线铁磁物质是一种性能特异、用途广泛的材料。

如航天、通信、自动化仪表及控制等都无不用到铁磁材料(铁、钴、镍、钢以及含铁氧化物均属铁磁物质)。

因此,研究铁磁材料的磁化性质,不论在理论上,还是在实际应用上都有重大的意义。

本实验使用单片机采集数据,测量在交变磁场的作用下,两个不同磁性能的铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线。

【预习重点】(1)看懂实验原理图及接线图。

(2)复习示波器的使用方法。

参考书:《电磁学》下册,赵凯华、陈熙谋着,第五、六章;《大学物理学》电磁学部分,杨仲耆等编,第六章。

【仪器】磁滞回线实验组合仪、双踪示波器。

【原理】1)铁磁材料的磁化及磁导率铁磁物质的磁化过程很复杂,这主要是由于它具有磁滞的特性。

一般都是通过测量磁化场的磁场强度H和磁感应强度B之间的关系来研究其磁性规律的。

图20—1起始磁化曲线和磁滞回线图20—2基本磁化曲线当铁磁物质中不存在磁化场时,H和B均为零,即图20—1中B~H曲线的坐标原点0。

随着磁化场H的增加,B也随之增加,但两者之间不是线性关系。

当H增加到一定值时,B不再增加(或增加十分缓慢),这说明该物质的磁化已达到饱和状态。

Hm 和Bm 分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度(对应于图中a点)。

如果再使H逐渐退到零,则与此同时B也逐渐减少。

然而H和B对应的曲线轨迹并不沿原曲线轨迹a0返回,而是沿另一曲线ab下降到Br ,这说明当H下降为零时,铁磁物质中仍保留一定的磁性,这种现象称为磁滞,Br 称为剩磁。

将磁化场反向,再逐渐增加其强度,直到H=-Hc ,磁感应强度消失,这说明要消除剩磁,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。

图20—1表明,当磁场按Hm →0→-Hc→-Hm →0→Hc →Hm 次序变化时,B所经历的相应变化为Bm →Br →0→-Bm →-Br →0→Bm 。

实验6-22铁磁材料磁滞回线和磁化曲线的测量

实验6-22铁磁材料磁滞回线和磁化曲线的测量

实验6-22 铁磁材料磁滞回线和磁化曲线的测量在交通、通讯、航天、自动化仪表等领域中,大量应用各种特性的铁磁材料。

常用的铁磁材料多数是铁和其它金属元素或非金属元素组成的合金以及某些包含铁的氧化物(铁氧体)。

铁磁材料的主要特性是磁导率μ非常高,在同样的磁场强度下铁磁材料中磁感应强度要比真空或弱磁材料中的大几百至上万倍。

磁滞回线和磁化曲线表征了磁性材料的基本磁化规律,反映了磁性材料的基本磁参数,对铁磁材料的应用和研制具有重要意义。

本实验利用交变励磁电流产生磁化场对不同性能的铁磁材料进行磁化,通过单片机采集实验数据,测绘磁滞回线和磁化曲线,研究铁磁材料的磁化性质。

实验目的1、了解用示波器显示和观察动态磁滞回线的原理和方法。

2、掌握测绘铁磁材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的原理和方法,加深对铁磁材料磁化规律的理解。

3、学会根据磁滞回线确定矫顽力Hc 、剩余磁感应强度Br 、饱和磁感应强度Bm 、磁滞损耗][BH 等磁化参数。

4、学习测量磁性材料磁导率μ的一种方法,并测绘铁磁材料的μ—H 曲线,了解铁磁材料的主要特性。

实验仪器TH —MHC 型磁滞回线实验仪,智能磁滞回线测试仪,双踪示波器等。

实验原理1、铁磁材料的磁化特性及磁导率 1)初始磁化曲线和磁滞回线研究铁磁材料的磁化规律,一般是通过测量磁化场的磁场强度H 与磁感应强度B 之间的关系来进行的。

铁磁材料的磁化过程非常复杂,B 与H 之间的关系如图1所示。

当铁磁材料从未磁化状态(H=0且B=0)开始磁化时,B 随H 的增加而非线性增加。

当H 增大到一定值Hm 后,B 增加十分缓慢或基本不再增加,这时磁化达到饱和状态,称为磁饱和。

达到磁饱和时的Hm 和Bm 分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度(对应图1中Q 点)。

B ~H 曲线OabQ 称为初始磁化曲线。

当使H 从Q 点减小时,B 也随之减小,但不沿原曲线返回,而是沿另一曲线QRD 下降。

当H 逐步较小至0时,B 不为0,而是Br ,说明铁磁材料中仍然保留一定的磁性,这种现象称为磁滞效应;Br 称为剩余磁感应强度,简称剩磁。

磁性材料的磁化曲线

磁性材料的磁化曲线

一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。

磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。

即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。

材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。

2.软磁材料的常用磁性能参数•饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列;•剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs;•矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等);•磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关;•初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp;•居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度;•损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r;•在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(亳瓦特)/表面积(平方厘米)3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换•设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;•合理确定磁芯的几何形状及尺寸;•根据磁性参数要求,模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。

材料:B H,m磁芯(S,l):f~F器件(N):U~I,LI ~H: H = IN/l磁势F =ò Hdl=HlNf = ò UdtL~m:L=AL N2 =4N2m SK /D′10-9U ~B:U = Ndf/dt = kfNBS ′10-6二、常用软磁磁芯的特点及应用(一).粉芯类1.磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。

铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线

铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线---(理学院,应用物理专业11-1,-------)摘要:铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材料。

其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。

另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态。

研究铁磁材料的特性有着重要的意义,它在传统工业、生物医学中磁应用、军事领域以及考古天文地址采矿界领域都有着广泛的应用。

研究铁磁材料重要的方法是测量和分析磁滞回线和基本磁化曲线。

本文是我在做大学物理基础实验——测定铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线时的总结和心得体会。

关键词:铁磁材料;磁滞回线;基本磁化曲线1引言铁磁材料除了具有高的磁导率外,另一重要的磁性特点就是磁滞。

设铁磁性材料已沿起始磁化曲线磁化到饱和,磁化开始饱和时的磁感应强度值用表示。

如果在达到饱和状态之后使H减小,这时B的值也要减小,但不沿原来的曲线下降,而是沿着上一条曲线段下降,对应的值比原先的值大,说明铁磁质磁化过程是不可逆的过程。

当 H=0时, B不为零,而是大于零,称为剩余磁感应强度。

通过剩余极化强度可以判断材料是硬磁材料还是软磁材料,还有磁化能力等。

2 理论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。

其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。

另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。

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=O,当磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之缓慢上升,如线段oa所示,继之B随H迅速增长,如ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当H增至H S时,B到达饱和值B S,oabs称为起始磁化曲线。

图1表明,当磁场从H S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SR下降,比较线段OS和SR可知,H减小B相应也减小,但B的变化滞后于H的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H=O时,B不为零,而保留剩磁Br。

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线在各类磁介质中,应用最广泛的是铁磁物质。

在20世纪初期,铁磁材料主要用在电机制造业和通讯器件中,如发电机、变压器和电表磁头,而自20世纪50年代以来,随着电子计算机和信息科学的发展,应用铁磁材料进行信息的存储和纪录,例如现以成为家喻户晓的磁带、磁盘,不仅可存储数字信息,也可以存储随时间变化的信息;不仅可用作计算机的存储器,而且可用于录音和录像,已发展成为引人注目的系列新技术,预计新的应用还将不断得到发展。

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。

磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征。

本实验仪用交流电对铁磁材料样品进行磁化,测绘的B-H曲线称为动态磁滞回线。

测量铁磁材料动态磁滞回线的方法很多,用示波器测绘动态磁滞回线具有直观、方便、迅速及能在不同磁化状态下(交变磁化及脉冲磁化等)进行观察和测绘的独特优点。

一、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化特性。

2.掌握铁磁材料磁滞回线的概念。

3.掌握测绘动态磁滞回线的原理和方法。

4.测定样品的基本磁化曲线,作μ-H曲线。

5.测定样品的HC、Br、Hm和Bm等参数。

6.测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。

二、实验原理1.铁磁材料的磁滞特性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。

其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ=B/H很高。

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,图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线。

将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化,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=O,当磁场强度H 从零开始增加时,磁感应强度B随之从零缓慢上升,如曲线oa所示,继之B随H迅速增长,如曲线ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当H增至HS时,B达到饱和值BS,这个过程的oabS曲线称为起始磁化曲线。

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告一、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化特性。

2、测定样品的基本磁化曲线,作μ-H 曲线。

3、测定样品的 Hc、Br、Bm 和(Hm,Bm)等参数。

4、了解磁滞回线的概念以及如何用示波器观察磁滞回线。

二、实验原理1、铁磁材料的磁化特性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。

其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。

另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图 1 为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度 H 之间的关系曲线。

图 1 铁磁质 B H 曲线铁磁材料的磁化过程为:其未被磁化时的状态称为去磁状态,这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场 H,则铁磁材料内部的磁场强度 B 随 H 的增加而增加,开始时 B 的增加较慢,而后随着 H 的增加,B 的增加变快,再继续增加 H 时,B 的增加又变慢,当 H 增加到 Hm 时,B 达到饱和值Bm 。

从图中可以看出,B 和H 的关系不是线性的,而是非线性的。

2、磁滞回线当 H 从 Hm 逐渐减小至零,B 并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点,而是沿另一条新的曲线 SR 下降,比较线段 OS 和 SR 可知,H 减小 B也减小,但 B 的变化滞后于 H 的变化,这一现象称为磁滞。

当 H = 0 时,B = Br,Br 称为剩余磁感应强度。

要使 B 减到 0,必须加一反向磁场 Hc,Hc 称为矫顽力。

若再使反向磁场逐渐增加到 Hm,B 就沿图 1 中 S'R'C'变化,继而在 Hm 到 0 时,B 又沿 S'C 变化。

当 H 在 0 和 Hm 之间反复变化时,就得到一系列闭合的 B H 曲线,称为磁滞回线。

3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料,选择不同的最大磁化电流 I,可得到不同的磁滞回线,将各条磁滞回线的顶点连接起来,所得到的曲线称为基本磁化曲线。

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线在各类磁介质中,应用最广泛的是铁磁物质。

在20世纪初期,铁磁材料主要用在电机制造业和通讯器件中,如发电机、变压器和电表磁头,而自20世纪50年代以来,随着电子计算机和信息科学的发展,应用铁磁材料进行信息的存储和纪录,例如现以成为家喻户晓的磁带、磁盘,不仅可存储数字信息,也可以存储随时间变化的信息;不仅可用作计算机的存储器,而且可用于录音和录像,已发展成为引人注目的系列新技术,预计新的应用还将不断得到发展。

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。

磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征。

本实验仪用交流电对铁磁材料样品进行磁化,测绘的B-H曲线称为动态磁滞回线。

测量铁磁材料动态磁滞回线的方法很多,用示波器测绘动态磁滞回线具有直观、方便、迅速及能在不同磁化状态下(交变磁化及脉冲磁化等)进行观察和测绘的独特优点。

一、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化特性。

2.掌握铁磁材料磁滞回线的概念。

3.掌握测绘动态磁滞回线的原理和方法。

4.测定样品的基本磁化曲线,作μ-H曲线。

5.测定样品的H C、B r、H m和B m等参数。

6.测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。

二、实验原理1.铁磁材料的磁滞特性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。

其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ=B/H很高。

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,图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线。

将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化,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=O,当磁场强度H从零开始增加时,磁感应强度B随之从零缓慢上升,如曲线oa所示,继之B随H迅速增长,如曲线ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当H 增至H S时,B达到饱和值B S,这个过程的oabS曲线称为起始磁化曲线。

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
Байду номын сангаас
2,实验原理 ,
铁磁物质。在外磁场作用下,能被强烈磁化,磁导率很 高。磁场作用停止后,仍保持磁化状态,即磁滞。 磁化曲线。O点为磁中性状态,即B = H = 0,当磁场H 从0开始增加时,B随之缓慢上升,并当H到 H s 时,B达 到饱和值 Bs ,到此为磁化曲线。当H减小到0时,B不 为0,而保留剩磁 B r 。 当磁场反向从0逐渐变为时,B消失,即要消除剩磁,必 须加反向磁场。 Hc 为矫顽力,反映保持剩磁状态的能力。
磁化曲线和磁滞回线
实验原理( 实验原理(续)
磁滞回线。当铁磁材料处于交变磁场中, 将沿磁滞回线反复运动,在此过程中要消 耗额外的能量,并以热的形式释放,为磁 滞损耗。可以证明,磁滞损耗与磁滞回线 所围面积成正比。 基本磁化曲线。磁滞回线顶点的连线为铁 磁材料的基本磁化曲线,磁导率。 B
µ =
H
3,实验仪器 ,
大学物理实验-预习导航 大学物理实验 预习导航
铁磁材料的磁滞回线和 基本磁化曲线
北京工业大学 高一波
内容介绍
1,背景介绍 2,实验原理 3,仪器介绍 4,操作指南 5,数据处理要求
1,简介 ,
铁磁材料(镍、钴、铁及其合金)在电力、通 讯等领域有着十分广泛的应用。磁滞回线磁滞 回线反映磁性材料在外磁场中的磁化特性。
操作指南( 操作指南(续2) )
令 U = 3.0V , R1 = 2.5Ω 测定样品1的特性参数。 取步骤7中的H和B的对应值,用坐标纸绘制 B-H曲线,并估算曲线所围面积(磁滞损 耗)。
5,数据处理 ,
按照实验内容的要求,记录所需的数据,自己 画数据表格。 作图。画磁滞回线至少取50个数据。
操作指南( 操作指南(续1) )

铁磁材料的磁化与磁化曲线

铁磁材料的磁化与磁化曲线

Um Fm
(8-3)
3.磁路欧姆定律
设一段均匀磁路的截面积为S,长度为l,铁
磁材料的磁导率为μ,通过横截面的磁通为Φ, 而每一分段中均有B=μH,即Φ/S=μH,所以
Φ HS Hl U m U m l S l S Rm
(8-4)
此式叫做磁路欧姆定律。式中Um= Hl是磁压 降 ,其单位为A,Rm l 为磁路的磁阻,单位为
若电压为正弦量,在忽略线圈电阻及漏磁通 时,选择线圈电压、电流、磁通及感应电动势的 参考方向如图8-11所示。
在图8-11中有
ut et dΨ t N dΦt
dt
dt
式中,N为线圈匝数。
在上式中,若电压为正弦量时,磁通也为正弦量。
设 Φt Φm sin t ,则有
路没有影响,所以电压和电流的关系很简单,

I ,U 其中U为线圈两端的直流电压,r为
r
线圈的电阻。在直流稳态电路里,铁心线圈仅相
当于一个电阻而已。
2.交流模型
对于交流,因为有感应电压产生,由于磁滞现 象和涡流现象等,磁路对电路的影响很大,所以铁 心线圈的电压与电流关系比较复杂。通过对交流磁 路特点的分析,我们知道励磁电流:
关的系数,由实验确定。
实际工程应用中,为降低磁滞损耗,常选用磁滞
回线较狭长的铁磁性材料制造铁心,如硅钢就是制造
变压器、电机的常用铁心材料,其磁滞损耗较小。为
了降低涡流损耗,常用的方法有两种:一种是选用电
阻率大的铁磁材料,如无线电设备中就选择电阻率很
大的铁氧体,而电机、变压器则选用导磁性好、电阻
率较大的硅钢;另一种方法是设法提高涡流路径上的
虽然利用铁磁材料可以使磁通约束在铁 心范围内,但由于制造和结构上的原因,磁 路中常会含有空气隙,使极少数磁力线扩散 出去造成所谓的边缘效应,如图8-9所示。 另外,还会有少量磁力线不经过铁心而经过 空气形成磁回路,这种磁通称为漏磁通。漏 磁通相对主磁通来说,所占比例很小,所以 一般可忽略不计。

磁导率

磁导率

磁导率表示物质磁化性能的一个物理量,是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比,又成为绝对磁导率。

物质的绝对磁导率和真空磁导率(设为μ0=4*3.14*0.0000001H/m)比值称为相对磁导率,也就是我们一般意义上的磁导率。

对于顺磁质μr>1,对于抗磁质μr<1,但它们都与1相差很小(例如铜的μr与1之差的绝对值是0.94×10-5)。

然而铁磁质的μr可以大至几万。

非铁磁性物质的μ近似等于μ0。

而铁磁性物质的磁导率很高,μ>>μ0。

铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000;镍铁合金为2000;锰锌铁氧体为300~5000;坡莫合金为20000~200000。

空气的相对磁导率为1.00000004;铂为1.00026;汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质,其相对磁导率都小于1,分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。

所以,铜虽然具有抗磁性,但相对磁导率也有0.99990;纯铁为顺磁性物质,其相对磁导率会达到400以上。

所以用铜裹住铁并不能阻断磁力,而且是远远不能。

在某些特殊情况下,铜的抗磁性就会表现出来,如规格很小的烧结钕铁硼磁体D3*0.8电镀镍铜镍后,磁通量会降低7-8%(当然,这个损失还包括倒角和镍层屏蔽导致的磁损)。

直截了当地讲,磁场无处不在,是不能阻断的。

只不过各种物质导磁性有所差异,如空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等相对磁导率近似为1,它们对磁不感兴趣;而铁磁性材料如铸铁、铸钢、硅钢片、铁氧体、坡莫合金等材料具有良好的导磁性能,因此可用于导磁,也可用于隔磁(本质上还是导磁)。

磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。

常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。

目录1简介2常用参数3功能4方法原理1简介磁导率μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即μ=dB / dH通常使用的是磁介质的相对磁导率μr,其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比,即μr=μ/μ0相对磁导率μr与磁化率χ的关系是:μr=1+χ磁导率μ,相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。

bh曲线和磁导率关系

bh曲线和磁导率关系

bh曲线和磁导率关系Bh曲线和磁导率关系随着电子技术和磁性材料的不断发展,对于磁性材料的性能评估和设计越来越需要一个通用的模型来描述其磁性能。

Bh曲线和磁导率关系就是一个描述磁性材料磁性能的通用模型。

Bh曲线是指在一定条件下,表示磁场H与磁化强度B 之间的关系曲线。

其中磁场H是描述磁场作用强度的参数,单位是安培每米(A/m),磁化强度B是描述磁场产生感应磁矩强度的参数,单位是特斯拉(T)或高斯(G)。

磁导率(μ)是一个描述磁性材料磁学性能的物理参数,其定义为磁极化强度(J)与磁场强度(H)的比值,即μ=J/H。

磁导率越大,说明材料越易于磁化,也就是说磁性能越好。

对于磁性材料的设计和应用来说,J-H曲线是一个非常重要的参数。

通过对J-H曲线进行测量和计算,可以确定磁场作用下磁性材料的磁化行为,从而为磁性材料的选择、设计和应用提供理论依据。

磁导率的计算与磁化强度与磁场强度的关系密切相关。

在低磁场下,J-H曲线通常呈现线性增长的趋势,此时磁导率可以通过式子μ=J/H计算得出,但是在高磁场下,磁性材料的磁性能通常开始非线性增长,此时需要考虑磁性材料的非线性特性,可以通过经验或数学模型计算得到磁导率的非线性关系。

在实际应用中,我们经常会遇到各种形状和尺寸的磁性材料,所以如何准确测量和计算J-H曲线和磁导率就变得非常重要。

传统的测量方法包括霍尔度数法、饱和磁化度数法、差磁度数法等,但是这些方法的精度受到样品形状、尺寸等因素的限制。

随着计算机技术和软件算法的发展,人们提出了很多计算J-H曲线和磁导率的新方法,如有限元分析法、Monte Carlo模拟法、分形分析法等,这些方法在计算精度和测量灵敏度等方面都得到了极大的提高。

总之,Bh曲线和磁导率关系是描述磁性材料磁性能最有用的模型之一,对于磁性材料的选择、设计和应用都具有非常重要的意义。

随着计算机技术和软件算法的发展,测量和计算Bh曲线和磁导率的精度和灵敏度会继续提高,这将有助于磁性材料的进一步研究和应用。

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