磁化曲线和磁滞回线测量
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的 测量
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测量磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的两个基本磁性特性，可以通过实验测量来获得。
磁化曲线反映了铁磁材料在外加磁场下的磁化过程，磁滞回线则是描述铁磁材料在磁场变化时磁化状态的变化过程。
在这篇文章中，我们将详细介绍铁磁材料磁化曲线和磁滞回线的测量方法。
一、磁化曲线的测量1、实验原理铁磁材料在外磁场作用下会被磁化，磁化过程可以被描述为一个磁化曲线。
实验中，我们可以通过应用不同大小的磁场来测量铁磁材料的磁化曲线，并在相应的磁场值处记录样品磁化强度。
2、实验步骤（1）选择适当的铁磁材料。
铁磁材料应该具有较高的磁滞回线，磁化曲线应平滑连续。
（2）制备样品。
将铁磁材料制成条状或薄片状，并尽可能保持样品尺寸一致。
（3）将制备好的铁磁材料打磨并清洗干净。
（4）准备实验装置。
将样品放置于磁感应计中间，并将磁感应计连接到电压表或电流表。
（5）应用不同大小的外磁场，并记录磁化强度。
使用恒流源或电压源，应用不同大小的电流或电压，同时记录磁感应计测得的磁感应强度，以得到磁化曲线。
重复多次实验，取平均值或绘制不同曲线来验证测量结果的准确性。
3、注意事项（1）要保持样品尺寸一致，以避免磁滞回线太宽或太窄。
（2）应避免外界干扰和温度变化对实验结果的影响。
（3）在应用不同磁场时，应注意不要让磁场过强以至于将样品磁化到饱和，否则曲线终止于饱和点。
（1）选择适当的铁磁材料。
（4）以一个磁场方向开始，应用不同大小的磁场，并记录磁化强度，记录下磁化曲线，此时磁滞回线仍未形成完整闭合环形。
（5）随着外磁场方向变化，记录相应的磁化曲线和磁滞回线，直到一整个闭合环形的曲线测得。
（6）重复多次实验，取平均值或绘制不同曲线来验证测量结果的准确性。
（1）测量时应注意保持外部环境的稳定，避免温度、震动等因素对实验结果的影响。
（2）应避免将试样磁滞回线的心磁化带磁化到饱和，否则将不能获得完整的磁滞回线。
（3）应避免在试样磁滞回线完成闭合之前改变外加磁场的方向，否则将失去呈环形的磁化曲线。
磁滞回线测量与磁化曲线绘制
磁滞回线测量与磁化曲线绘制
一、引言
磁滞回线测量与磁化曲线绘制在磁性材料研究领域具有重要意义。
磁性材料在外加磁场下会产生磁化现象，通过对材料磁化行为的测量和分析，可以深入了解材料的磁性特性和性能。
二、磁滞回线测量方法
1. 磁滞回线的定义
磁滞回线是材料在磁场强度逐渐增大或减小时，磁化强度随之变化的曲线。
它反映了材料在外磁场作用下的磁性响应特征。
2. 磁滞回线测量原理
磁滞回线测量通常使用霍尔效应传感器或磁通变送器等设备，通过在外磁场下对材料磁化强度的实时监测，可以得到完整的磁滞回线曲线。
3. 磁滞回线测量步骤
•样品预处理
•磁场调节
•磁滞回线测量
•数据采集与记录
三、磁化曲线绘制
1. 磁化曲线的含义
磁化曲线是描述材料在外磁场作用下磁化强度随磁场强度变化的曲线。
它是材料磁化特性的重要表征之一。
2. 磁化曲线绘制方法
磁化曲线的绘制通常采用磁感应强度和磁场强度为横纵坐标，通过实验测量数据点的绘制和曲线拟合等方法得到完整的磁化曲线。
3. 磁化曲线的分析与应用
通过对磁化曲线的分析可了解材料的剩磁、矫顽力、饱和磁化强度等参数，进而评估材料的磁性性能和应用潜力。
四、结论
磁滞回线测量与磁化曲线绘制是磁性材料研究中必不可少的分析手段，对于研究材料的磁性特性和性能具有重要意义。
通过合理的实验设计和数据分析，可以全面了解材料的磁化行为，为材料设计和应用提供科学依据。
以上是关于磁滞回线测量与磁化曲线绘制的简要介绍，希望对读者有所启发。
磁化曲线和磁滞回线测量实验报告
磁化曲线和磁滞回线测量实验报告磁化曲线和磁滞回线测量实验报告引言：磁场是物质中储存的一种能量形式，而磁化曲线和磁滞回线则是描述磁场特性的重要工具。
本实验旨在通过测量磁化曲线和磁滞回线的变化，了解磁场对物质的影响，以及探索磁场的特性和应用。
实验步骤：1. 实验仪器和材料准备：- 电磁铁- 磁场强度计- 直流电源- 磁滞回线测量仪2. 实验过程：a. 将电磁铁连接到直流电源上，并调节电流大小以改变磁场强度。
b. 在不同电流下，使用磁场强度计测量磁场强度，并记录数据。
c. 使用磁滞回线测量仪，测量不同电流下的磁滞回线。
实验结果与讨论：通过实验测量，我们获得了一系列磁化曲线和磁滞回线的数据。
根据这些数据，我们可以得出以下结论：1. 磁化曲线：磁化曲线描述了物质在外加磁场作用下磁矩的变化情况。
从实验数据中，我们可以观察到磁化曲线呈现出非线性的特点。
随着外加磁场的增加，磁矩也随之增加，但增加的速率逐渐减慢，直至趋于饱和。
这是因为在磁场较小的情况下，磁矩的增加主要是由于磁矩的取向发生变化，而在磁场较大时，磁矩的取向已经趋于饱和，因此磁矩的增加速率减慢。
2. 磁滞回线：磁滞回线描述了物质在磁场强度发生变化时，磁矩的变化情况。
从实验数据中，我们可以看到磁滞回线呈现出环形的特点。
当磁场强度逐渐增加时，磁矩也随之增加，但当磁场强度减小时，磁矩并不完全回到初始状态，而是略微偏离。
这是因为在磁场强度减小时，磁矩的取向需要一定的能量来改变，导致磁矩的回复不完全。
3. 磁场的应用：磁场的特性和应用广泛。
在电磁铁中，通过改变电流大小可以控制磁场强度，从而实现吸附和释放物体的功能。
在电动机和发电机中，利用磁场与电流的相互作用，实现能量的转换和传输。
此外，磁场还在磁存储器、磁共振成像等领域发挥着重要作用。
结论：通过本次实验，我们深入了解了磁化曲线和磁滞回线的测量方法和特性。
磁化曲线展示了物质在外加磁场下磁矩的变化规律，而磁滞回线则描述了物质在磁场强度变化时磁矩的变化情况。
磁滞回线测量与磁化曲线绘制
磁滞回线测量与磁化曲线绘制一、磁滞回线测量磁滞回线是磁性材料在外加磁场作用下磁化过程中的特性曲线，通常用于描述材料的磁性能。
测量磁滞回线是评价材料磁性能的重要手段之一。
下面将介绍几种常用的磁滞回线测量方法：1.1 磁感应强度法磁感应强度法是一种比较常用的测量磁滞回线的方法。
通过在外加磁场下测量材料的磁感应强度随时间或磁场强度的变化，可以得到磁滞回线的形状和磁化特性。
1.2 磁阻法磁阻法是一种通过测量在磁场中材料的磁阻随磁场变化的方法，从而得到材料的磁滞回线的形状和特性。
1.3 振动样品磁强计法振动样品磁强计法是一种先进的磁滞回线测量方法，通过振动样品和探测磁场的传感器，可以快速、非接触地获取材料的磁滞回线特性。
二、磁化曲线绘制磁化曲线是描述材料在外界磁场作用下磁化强度随磁场强度变化的曲线。
绘制磁化曲线有助于理解材料的磁化特性和磁性能。
下面介绍几种常见的磁化曲线绘制方法：2.1 饱和磁化曲线饱和磁化曲线是描述材料在饱和状态下磁化强度随磁场强度变化的曲线。
通常使用磁感应强度仪器进行测量和绘制。
2.2 磁滞回线图磁滞回线图是描述材料在周期性磁场变化下磁化强度随时间变化的曲线。
通过不断改变磁场大小和方向，可以得到完整的磁滞回线图。
2.3 磁化斜率曲线磁化斜率曲线描述了材料在磁场变化下磁化强度斜率随磁场强度变化的曲线。
可以通过对磁化曲线进行微分运算得到。
结语磁滞回线测量和磁化曲线绘制是研究材料磁性能的重要方法，通过这些方法可以深入了解材料的磁性特性和磁化行为。
不同的测量方法和曲线绘制技术可以为磁性材料的研究提供有力支持和指导。
14霍尔传感器测量磁化曲线与磁滞回线
14霍尔传感器测量磁化曲线与磁滞回线14霍尔传感器测量磁化曲线与磁滞回线一、引言霍尔传感器是一种利用霍尔效应原理制成的磁传感器，它可以测量磁场的大小和方向。
磁化曲线和磁滞回线是描述磁性材料磁化特性的重要参数，对于研究和应用磁性材料具有重要意义。
本文将介绍如何使用霍尔传感器测量磁化曲线和磁滞回线。
二、实验原理1.霍尔效应原理当一个通电的导体处于磁场中时，会在垂直于电流和磁场的方向上产生电势差，这种现象称为霍尔效应。
霍尔电势的大小与磁场、电流和霍尔元件的几何尺寸有关，可以用以下公式表示：Uh = KhIB其中，Uh为霍尔电势，Kh为霍尔系数，I为电流，B为磁场。
2.磁化曲线和磁滞回线原理磁化曲线是描述磁性材料在磁场作用下的磁化特性的曲线，它反映了磁性材料的磁化强度M与磁场强度H之间的关系。
磁滞回线是描述磁性材料在交变磁场作用下的磁化特性的曲线，它反映了磁性材料的磁化强度M与磁场强度H之间的滞后关系。
三、实验步骤1.准备实验器材需要准备的实验器材包括：霍尔传感器、函数信号发生器、数字万用表、磁性材料样品、支架、磁铁等。
2.安装实验装置将霍尔传感器固定在支架上，将磁性材料样品放置在霍尔传感器下方，并将磁铁固定在样品旁边以产生磁场。
将函数信号发生器与霍尔传感器连接，将数字万用表与霍尔传感器连接以测量霍尔电势。
3.测量磁化曲线（1）将函数信号发生器设置为正弦波输出，并调整输出幅度和频率，使磁场强度在0-2000A/m范围内变化。
（2）将数字万用表设置为电压测量模式，并调整量程以适应霍尔电势的输出范围。
（3）记录磁场强度H和相应的霍尔电势Uh，绘制出磁化曲线。
4.测量磁滞回线（1）将函数信号发生器设置为方波输出，并调整输出幅度和频率，使磁场强度在-2000A/m到2000A/m范围内变化。
（2）将数字万用表设置为电压测量模式，并调整量程以适应霍尔电势的输出范围。
（3）记录磁场强度H和相应的霍尔电势Uh，绘制出磁滞回线。
《磁化曲线和磁滞回线测量》实验要求与指引
《磁化曲线和磁滞回线测量》实验要求与指引z 实验预习要求：（实验前完成）1、 明确本实验要求做的内容（测量初始磁化曲线和磁滞回线）；2、 阅读实验原理部分，弄懂（1）铁磁质磁化过程中的初始磁化、磁饱和、磁滞、剩磁、矫顽力等现象和概念，以及H 与B 的非单值关系；（2）实验中，H 和B 的测量原理和方法；阅读【附录1】初步了解仪器的使用； B B H U SN CR B dt E CR U dt dB S N E U LR N H R I UH L I N H ⋅=⇒=−=⋅=⇒==∫22222221111111和，和3、 阅读【注意事项】；4、 写好预习报告（预先写好实验报告里的实验目的、实验仪器、实验原理（要有文字描述、有关公式）、实验主要步骤等部分以及在预习报告纸上设计画好实验数据的记录表格和做好要求做的【预备问题】的1、2、3。
z 实验测量要求1、 设定测量电路的电路元件参数（按智能实验仪默认参数取值）：取样电阻R 1=5.5Ω，积分电阻R 2=30K Ω，积分电容C=3.0μF, 励磁电流频率实验时分别设f =50.0Hz 和f =70.0Hz 。
另外蓝色磁环几何参数：截面S=124mm 2，平均磁路长度L=130mm ，N1 =N2 =100匝已由实验室给定； 2、 测量电路连接（5分钟内连接好）；3、 打开电源开关，按实验讲义的【实验内容与步骤】要求进行实验：¾ 观察磁滞回线簇和初始磁化曲线； ¾ 逐点测量初始磁化曲线；（分别取交流励磁电流频率f =50Hz 和70Hz 测量）； ¾ 逐点测量磁滞回线。
（分别取交流励磁电流频率f =50Hz 和100Hz 测量）。
（自行设计数据表记录数据）。
4、 数据处理；（课后完成，写在实验报告上）按讲义【数据处理】要求作图（一定要用作图纸作图或用（建议）Excel 作图打印）； 5、 做思考题1、2。
（课后完成，写在实验报告上）z 实验报告要求（实验后完成）按实验报告格式要求写好实验报告，其中思考题做P.150的1、2、3题。
09-10磁化曲线和磁滞回线测量(2)
i a0 a1[U1 cos(0t 0 ) U cos( t )] a2 [U1 cos(0t 0 ) U cos( t )]2
把第三项展开并用三角函数积化和差公式变换可得：
当 u1和u 共同作用到非线性元件或电路上，使得有：
P0 P0 调制光波
主控振荡器 W 产生的调制 波信号 (108 Hz )
t
调制光波包络 (108 Hz )
对发光二极管直接光强调制的原理
设：调制信号 则光源驱动电流：
i I cos t
I I I 0 I cos t I 0 (1 ) cos t I 0 (1 m) cos t I0
仪面板
【实验原理】
1、铁磁质材料的磁化规律（B~H关系） B BS S 在强度为H的磁场中放入铁磁物 Br 质，则铁磁物质被磁化。铁磁物质的 H -HC 磁化规律可用磁化场的磁场强度H和 O HC HS -HS 磁感应强度B之间的关系（即B-H曲线） -Br 来说明。 -BS S′ （1）初始磁化曲线和磁滞回线 ◆初始磁化曲线（OS段）： B 直到磁饱和（H S , BS） H 磁饱和现象：当H >Hs，Bs基本不变。 ◆磁滞回线（如右上图的绿色闭合线） 磁滞现象：H从Hs逐渐减小，虽然B也随之减小， 但并不按OS段逆向减小，而是按SBr段减小，在H减 为0时，B并未减为0，而是B=Br。
i a2U 2U cos[(0 )t (0 ) ]
可见，u1、u2分别与 u混频后均含有差频分量，只要 选择适当的本振频率 f ( ) ，可使差频等于455KHz， 而且两差频的相位差与 u1、u2 的相位差一样，没有 改变。 所以可用选频器把两差频分量分别选出来测量相 位差，以代替对 u1、u2相位差的测量。 [返回]
实验16铁磁质的磁化曲线和磁滞回线的测定
实验十六 铁磁质的磁化曲线和磁滞回线的测定本实验中用交流电对铁磁材料样品进行磁化，测得的B H -曲线称为“动态磁滞回线”。
测量磁性材料动态磁滞回线的方法较多，用示波器法测量动态磁滞回线的方法具有直观、方便、迅速以及能够在不同磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）进行观察和测量的独特优点。
【实验目的】1．利用动态法测量磁性材料的磁化曲线和磁滞回线；2．了解磁性材料的基本特性；3．了解磁性材料的退磁以及磁锻炼的方法。
【实验仪器】CZ-2磁滞回线装置，可隔离变压器，万用表，标准互感器，电键等【实验原理】一、铁磁材料的磁滞性质铁磁材料除了具有高的磁导率外，另一个重要的特点就是磁滞。
当材料磁化时，磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关，而且决定于磁化的历史情况，如图16-1所示。
当H 增加到某一值s H 时，B 几乎不再增加，说明磁化已达饱和。
材料磁化后，如使H 减小，B 将不沿原路返回，而是沿另一条曲线A AC '下降。
当H 从s H -增加时，将沿A C A ''曲线到达A ，形成一个闭合曲线称为“磁滞回线”，其中图16-1磁滞回线示意图0=H 时，r B B =，r B 称为“剩余磁感应强度”。
要使磁感应强度为零，就必须一个反向磁场c H -，c H 称为“矫顽力”。
此曲线和原点中心对称，不同的I 值即不同外磁场值所对应的回线大小也不同。
在磁测量中，进行反复磁化过程的操作称为“磁锻炼”，所得到的一系列振幅不同的磁滞回线端点轨迹的连线，称为“基本磁化曲线”，如图16-1中曲线OA 。
各种铁磁材料有不同的磁滞回线，主要区别在于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。
由于铁磁材料的磁滞性质，磁性材料所处的某一状态必然和它的历史有关。
为了使样品的磁特性能重复出现，也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态（0=H ，0=B ）开始，在测量前必须进行退磁，以消除样品中的剩余磁性。
磁化曲线和磁滞回线测量
材料科学与工程学院材料性能综合实验报告实习名称：专业班级：姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：2015年 7 月 17 日实验项目名称：磁化曲线和磁滞回线测量一、实验目的及要求1.了解产生霍尔效应的机理。
2.了解用霍尔效应测量磁场的原理和基本方法3.认识铁磁物质的磁化规律，测定样品的磁化曲线。
4.测绘样品的磁滞回线，测定样品的Hc、Br、Hm、Bm二、实验设备（环境）及要求HM –1 霍尔法磁化曲线与磁滞回线实验仪，其中包括：SXG –2000 数字式毫特计（实验仪的右侧），量程2000 mT；IS600恒流电源（实验仪的左侧），可调恒定电流0 ~ 600.0 mA；实心铁芯样品（绕有2000匝励磁线圈，截面长2.00cm 、宽2.00cm，气隙间隔2.0mm，样品的平均磁路长度为24.00cm）三、实验内容与步骤1、铁磁材料磁隙磁场分布的测量和样品退磁样品气隙中的磁场分布与横向位置X有关，测试时，应将毫特计的霍尔探头置于磁感应强度最大值的均匀区域内。
我们可以测量样品中剩磁的磁感应强度B与X的关系，来确定测试磁化曲线和磁滞回线时探头的放置位置。
转动霍尔探头支架上的鼓轮，将探头平行地插入气隙，注意不能与样品接触。
线圈通以一定的直流电流，用毫特计沿X方向等间隔（1.0mm）测出磁场分布，以均匀区域内最大值处为测量点。
由于铁磁材料中有剩磁存在，在测量磁化曲线和磁滞回线前必须对样品进行退磁处理。
在测量点，将励磁电流调到600mA，然后减小到零，再把电流反向，调到600mA，然后也调到零。
这样，不断改变电流方向，同时逐渐减小励磁电流的大小，重复上述过程直至毫特计示值为零，退磁完成。
2.起始磁化曲线的测量。
励磁电流I以50mA为间隔从零开始逐渐增加，直至磁感应强度B趋向饱和，即测得起始磁化曲线。
3.磁滞洄线的测量。
为了得到一个中心对称而稳定的磁滞回线，在测量磁滞回线之前必须对样品进行反复磁化，称为磁锻炼。
磁化曲线和磁滞回线的测量
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线磁性材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存贮用的磁带、磁盘等都采用磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。
通过实验研究这些性质不仅能掌握用示波器观察磁滞回线以及基本磁化曲线的基本测绘方法，而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。
铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽磁力C H 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁力大()以上从m A m A /102~/1204⨯，因而磁化后，其磁感应强度可长久保持，适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄，矫顽磁力C H 一般小于m A /120，但其磁导率和饱和磁感强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性，也是设计电磁机构作仪表的重要依据之一。
本实验采用动态法测量磁滞回线。
需要说明的是用动态法测量的磁滞回线与静态磁滞回线是不同的，动态测量时除了磁滞损耗还有涡流损耗，因此动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积要大一些。
另外涡流损耗还与交变磁场的频率有关，所以测量的电源频率不同，得到的H B ~曲线是不同的，这可以在实验中清楚地从示波器上观察到。
【实验目的】1．掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2．学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线。
3．根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度S B 、剩磁Br 和矫顽力C H 的数值。
4．研究不同频率下动态磁滞回线的区别，并确定某一频率下的磁感应强度S B 、剩磁Br 和矫顽力C H 的数值。
5．改变不同的磁性材料，比较磁滞回线形状的变化。
【实验原理】1.磁化曲线如果在通电线圈产生的磁场中放入铁磁物质，则磁场将明显增强，此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍，甚至在千倍以上。
铁磁物质内部的磁场强度H 与磁感应强度B 有如下的关系：H B ∙=μ对于铁磁物质而言，磁导率μ并非常数，而是随H 的变化而改变的物理量，即()H f =μ，为非线性函数。
磁化曲线和磁滞回线测量
实验背景
•铁磁材料（铁、钴、镍及铁氧化物）在航天、通信、仪 表等领域应用广泛，如变压器铁芯、硬盘，有测量意义。
•铁磁材料分为硬磁（矫顽力大于102～2104 A/m）和软 磁（小于102 A/m）两大类。
•高磁导率和磁滞是铁磁材料的两大特性，磁化曲线和磁 滞回线是变压器等设备设计的重要依据。
•磁滞回线测量可分静态法(直流励磁法)和动态法（交流 励磁法）。本实验采用动态法测量软磁样品。
(c)将原点O与各磁滞回线的顶点a1, a2, a3,…相连，得到初始磁化曲线。
(4) 逐点测量初始磁化曲线
（1）将励磁正弦信号的频率调为50 Hz，幅度波段 开关调至0挡，从退磁状态开始测量。 （2）按“D/确定”键，结束当前操作。 （3）按“4/起始磁化曲线”键。
（5）逐点测量磁滞回线
（1）按“D/确定”键，结束当前操作。 （2）将励磁正弦信号50 Hz，幅度波段开关调至饱和磁化幅度（如IX挡）。 （3）按“6/逐点测量”键：
如果lcd显示的磁滞回线大小不合适可以通过8b缩小键9b放大键ah放大键ah缩小键在b坐标方向或h坐标方向放大或缩小磁如果漏记了前面某个测量点的bh值可以按7逐点查询键来查询
磁化曲线和磁滞回线测量
超声测速
13 实验背景 23 实验目的 3 实验演示 34 实验原理与方法 35 实验内容 63 注意事项与思考题
实验原理
H N1I1 L
UH I1R1
E2
d
dt
N2S2
dB dt
H
N1 LR1
UH
UB
UC
Q C
1 C
I2dt
1 CR2
E2dt
铁磁物质磁化曲线和磁滞回线的测量实验报告
铁磁物质磁化曲线和磁滞回线的测量实验报
告
实验目的：
通过测量铁磁物质的磁化曲线和磁滞回线，了解铁磁物质的磁性特性。
实验仪器：
1. 铁磁材料样品
2. 磁场计
3. 磁场源
实验步骤：
1. 准备工作：
- 确保实验环境没有其他磁场干扰。
- 校准磁场计，保证测量精确。
2. 测量磁化曲线：
- 将磁场计放置在磁场源附近，调整到合适的位置。
- 施加逐渐增强的磁场，记录磁场和磁感应强度的关系。
- 确保磁场逐渐增强的过程中，磁场计处于稳定的位置。
3. 测量磁滞回线：
- 先将磁场逐渐增大，记录磁场和磁感应强度的关系。
- 然后将磁场逐渐减小，同样记录磁场和磁感应强度的关系。
- 确保磁场逐渐增大和减小的过程中，磁场计处于稳定的位置。
4. 实验数据处理：
- 将实验测得的磁场和磁感应强度数据制作成磁化曲线和磁滞回线的图像。
- 根据图像分析铁磁物质的磁性特性，如饱和磁感应强度、矫顽力等。
实验结果：
根据实验测得的数据，制作出铁磁物质的磁化曲线和磁滞回线的图像，并在图像上标注各个关键参数的数值。
实验讨论：
通过对磁化曲线和磁滞回线的分析，我们可以得出铁磁物质的磁性特性。
例如，可以通过磁化曲线的饱和磁感应强度来判断物质的饱和磁化强度，通过磁滞回线的闭合程度来判断物质的矫顽力大小等。
实验结论：
通过本实验的磁化曲线和磁滞回线的测量，我们得出了铁磁物质的磁性特性，为进一步研究铁磁物质的应用和原理提供了基础数据。
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测量
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是物理学和工程学中重要的测量和分析对象。
这些曲线提供了关于材料的磁性质的详细信息，包括其饱和磁矩、矫顽力和剩磁等。
在本文中，我们将介绍如何测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，包括测量原理、测量设备和实验步骤等内容。
测量原理铁磁材料的一些特定磁性质，如矫顽力和剩磁等，在过去的几十年里已经被广泛研究。
这些性质可以通过测量材料的磁化曲线和磁滞回线来确定。
其中磁化曲线是材料在外加磁场下磁化强度和磁场强度的关系曲线，而磁滞回线则是材料在磁场强度变化时磁场强度和磁感应强度之间的关系曲线。
测量设备通常，测量铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线需要一些特殊的实验设备，在下面的列表中介绍如下：1. 磁通计：用于测量材料的磁感应强度。
3. 微安表：用于测量磁通计和磁力计之间的电流。
4. 直流电源：用于提供外加的磁场。
5. 计算机和数据采集卡：用于记录和保存实验数据。
实验步骤1. 准备样品：将铁磁材料切成一定大小的块状，以便在实验过程中能够方便地施加磁场。
2. 安装设备：将磁通计和磁力计固定在同一位置，保证它们之间的距离不变并与材料相隔一定的距离。
微安表连接磁通计和磁力计之间的电路。
3. 施加磁场：连接直流电源并施加一个小的外加磁场，从而在材料中激发出微小的磁矩。
4. 测量磁场和磁感应强度：通过磁通计和磁力计测量材料内的磁场和磁感应强度。
逐渐增加外加的磁场强度，同时记录磁场和磁感应强度的变化。
5. 绘制磁化曲线：基于记录的磁场和磁感应强度数据，将其绘制在图表上，形成材料的磁化曲线。
6. 施加相反方向的磁场：逐渐减小外加磁场的强度并将其变成相反方向的磁场，记录每个值的磁感应强度，绘制材料的磁滞回线。
总结磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料磁性质的重要参数，其测量和分析有助于提高对材料的理解和应用。
测量这些曲线需要一些特殊的实验设备，并遵循一定的实验步骤。
下载实验数据并绘制磁化曲线和磁滞回线能够有效地分析材料的磁性质。
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。
磁化曲线和磁滞回线测量
材料科学与工程学院材料性能综合实验报告实习名称：专业班级: 姓名: 学号: 指导教师: 评定成绩: 教师评语:指导老师签名:2015年7 月17 日实验项目名称：磁化曲线和磁滞回线测量一、实验目的及要求1•了解产生霍尔效应的机理。
2. 了解用霍尔效应测量磁场的原理和基本方法3•认识铁磁物质的磁化规律，测定样品的磁化曲线。
4•测绘样品的磁滞回线，测定样品的He、Br、Hm、Bm二、实验设备（环境）及要求HM - 1霍尔法磁化曲线与磁滞回线实验仪，其中包括：SXG - 2000数字式毫特计（实验仪的右侧），量程2000 mT; IS600恒流电源（实验仪的左侧），可调恒定电流0〜600.0 mA;实心铁芯样品（绕有2000匝励磁线圈，截面长2.00em、宽2.00cm,气隙间隔2.0mm，样品的平均磁路长度为24.00em）三、实验内容与步骤1、铁磁材料磁隙磁场分布的测量和样品退磁样品气隙中的磁场分布与横向位置X有关，测试时，应将毫特计的霍尔探头置于磁感应强度最大值的均匀区域内。
我们可以测量样品中剩磁的磁感应强度B与X的关系，来确定测试磁化曲线和磁滞回线时探头的放置位置。
转动霍尔探头支架上的鼓轮，将探头平行地插入气隙，注意不能与样品接触。
线圈通以一定的直流电流，用毫特计沿X方向等间隔（1.0mm测出磁场分布，以均匀区域内最大值处为测量点。
由于铁磁材料中有剩磁存在，在测量磁化曲线和磁滞回线前必须对样品进行退磁处理。
在测量点，将励磁电流调到600mA然后减小到零，再把电流反向，调到600mA然后也调到零。
这样，不断改变电流方向，同时逐渐减小励磁电流的大小，重复上述过程直至毫特计示值为零，退磁完成。
2.起始磁化曲线的测量。
励磁电流I以50mA为间隔从零开始逐渐增加，直至磁感应强度B趋向饱和,即测得起始磁化曲线。
3. 磁滞洄线的测量为了得到一个中心对称而稳定的磁滞回线，在测量磁滞回线之前必须对样品进行反复磁化，称为磁锻炼。
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实验C 磁化曲线和磁滞回线测量磁性材料应用广泛，扬声器永久磁铁、变压器铁芯、计算机磁盘等都采用磁性材料。
铁磁材料分为硬磁和软磁两大类。
硬磁材料的剩磁和矫顽力大（102 ~2⨯104 A/m），可做永久磁铁。
软磁材料的剩磁和矫顽力小（102 A/m以下），容易磁化和去磁，广泛用于电机和仪表制造业。
磁化曲线和磁滞回线是磁材料的重要特性，是变压器等设备设计的重要依据。
磁滞回线测量可分静态法和动态法。
静态法是用直流来磁化材料，得到的B—H曲线称为静态磁磁滞回线。
动态法是用交变来磁化材料，得到的B—H曲线称为动态磁滞回线。
静态磁滞回线只与磁化磁场的大小有关，磁样品中只有磁滞损耗；而动态磁滞回线不仅与磁化磁场的大小有关，还与磁化场的频率有关，磁样品中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗。
因此，同一磁材料在相同大小磁化场下，动态磁滞回线的面积比静态磁滞回线大，损耗大。
本实验采用动态法测量软磁样品的动态磁滞回线和磁化曲线，测量曲线可连续或逐点显示在LCD（液晶）屏上，直观、简便、物理过程清晰。
【实验目的】1.了解磁滞回线和磁化曲线概念，加深对磁材料矫顽力、剩磁等参数的理解。
2.掌握磁材料磁化曲线和磁滞回线的测量方法，确定B s、B r和H c等参数。
3.探讨励磁电流频率对动态磁滞回线的影响。
【预备问题】1.为什么测磁化曲线先要退磁？2.为什么测量磁化曲线要进行磁锻炼？3.为什么动态磁滞回线的面积比静态磁滞回线大，损耗大？【实验仪器】FC10-II型智能磁滞回线实验仪。
【实验原理】1.铁磁材料的磁化规律(1) 初始磁化曲线在强度为H的磁场中放入铁磁物质，则铁磁物质被磁化，其磁感应强度B与H的关系为：B = μ H，μ为磁导率。
对于铁磁物质，μ不是常数，而是H的函数。
如图1所示，当铁磁材料从H=0开始磁化时，B随H逐步增大，当H增加到H s时，B趋于饱和值B s，H s称为饱和磁场强度。
从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线OS，称为初始磁化曲线。
图1初始磁化曲线(2) 磁滞回线如图2所示，当磁材料达到饱和磁化B s 后，如果将H 减小，B 也减小，但沿与OS 不同的路径ab 返回。
当H =0时，B=B r ，到达b 点，B r称为剩磁。
欲使B =0，必须加反向磁场，当H = -H c ，B =0（完全退磁），到达c 点，bc 段曲线称为退磁曲线，H c 称为矫顽力。
如果反向磁场继续增大，磁性材料将反向磁化。
当H=-H S 时，磁化达到反向饱和，B =-B s ，到达d 点。
此后若减小反向磁场使H =0，则B = -B r ，到达e 点；当H=H c 时，B =0，到达f 点；再次当H=H s时，B =B s ，回到正向饱和状态a 点。
经历这样一个循环后形成的闭合曲线abcdefa 称为磁滞回线。
H S 、B S 、B r 、H c 是磁滞回线的特征参数。
剩磁Ｂr 反映介质记忆能力的大小，矫顽力H c 反映铁磁材料是硬磁还是软磁。
磁性材料的磁化特性不仅与材料自身的性质有关，还与材料形状、磁化场频率及波形有关。
由于磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在实验过程中磁化电流只允许单调地增加或减少，不能时增时减。
当从初始状态H =0、B =0开始周期性地改变H 的大小和方向时，可以得到面积由大到小的磁滞回线簇，如图3所示。
图3的原点0和各磁滞回线的顶点a 1,a 2,a 3,…，a 所连成的曲线,就是初始磁化曲线。
在测定初始磁化曲线时，首先必须将磁材料充分退磁，以保证每次都是从原始状态（H =0，B =0）开始。
退磁方法为：先用大磁化电流让铁磁材料饱和磁化，然后缓慢减小交变电流，利用逐渐衰减的交变电流对磁材料反复磁化，最后将电流调为零，重复2~3次即可完全退磁。
退磁回线是一串面积逐渐缩小而最终趋于原点0的环状曲线，如图4所示。
为了得到稳定闭合的磁滞回线，磁材料的每个磁化状态都要反复磁化，这种反复磁化的过程称为磁锻炼。
由于动态法测量磁化曲线采用交变电流，每个状态都经过充分的磁锻炼，所以可随时测得稳定闭合的磁滞回线。
2.实验原理图3 磁滞回线簇 图4 退磁过程 图2 磁滞回线如图5所示，待测样品为磁环，磁环的励磁线圈匝数为N 1，测量磁环磁感应强度B 的测量线圈匝数为N 2。
R 1为励磁电流的取样电阻，R 2为积分电阻，C 为积分电容。
在线圈N 1中通入磁化电流I 1，根据安培环路定律，磁环中产生的磁场H 为： LI N H 11= （1） 式中L 为磁环样品的平均磁路长度。
取样电阻R 1的输出电压为：11R I U H = （2）由式（1）和式（2）得：H U LR N H 11= （3） 在式（3）中，N 1、L 、R 1为已知常数，只要测出U H ，就得到磁场强度H 。
设磁场H 在磁环样品中产生的磁感应强度为B ，由电磁感应原理可知，有效横截面积为S 2的测量线圈的磁通量Φ=BN 2S 2，测量线圈产生的感生电势为：dtdB S N dt d E 222-=Φ-= （4） 为了测量B ，用R 2C 电路对感生电势E 2进行积分，选择R 2和C 的数值使R 2>>1/ωc ，ω为励磁电流的频率，则E 2 ≈ I 2 R 2，积分电容C 的输出电压U B 为：B CR S N dB CR S N dt E CR dt IC C Q U U c B ⎰⎰⎰======222222211 （5） 由（式（5）得：B U SN CR B 22= （6） 式（6）中，N 2、C 、S 、R 2为已知常数，只要测出U B ，就得到磁场感应强度B 。
【实验内容与步骤】图6是FC10-II 型智能磁滞回线实验仪，包括样品测试箱（有红色和蓝色两个磁环样品）和LCD 智能测试仪两个部分，LCD 显示屏可代替示波器直接显示测量曲线和剩磁、矫顽力等数据，实验数据及输入参数可保存和随时调用。
其详细使用方法见附录1。
1.选择测试箱的磁样品（红色或蓝色磁环）。
红色磁环为软磁材料，蓝色磁环为硬磁图5 测量原理电源）材料，它们的几何参数相同：截面S=124mm2，平均磁路长度L=130mm，N1 =N2 =100匝。
按图6连线：将测试箱信号源的输出端连到磁样品的励磁线圈输入端，将磁样品测量线圈的输出端连到RC积分电路的输入端，将测试箱U H和U B的输出端分别接到LCD智能测试仪的U H (X)和U B (Y)的输入端，并将它们的接地端相连。
2.选取测试箱元件参数。
取样电阻R1=5.5 Ω，积分电阻R2=30KΩ，积分电容C =30μF，保证R2>>1/ωc。
注意：R2不能小于10 KΩ，C不能小图6 TC10-II 型智能磁滞回线试验仪于1μF，否则磁滞回线会畸变。
3.观察磁滞回线簇和初始磁化曲线（1）接通实验仪电源，选取励磁信号源的幅度和频率。
励磁信号源为正弦波，频率在20~200Hz连续可调，并由4位数码管显示，幅度可用波段开关分档可调。
选取正弦信号的频率（如50Hz），幅度波段开关放合适位置（如I档）。
（2）用LCD智能测试仪观测磁滞回线簇和初始磁化曲线①打开LCD智能测试仪的电源后，LCD显示初始界面，屏幕右下角显示“F S ”字符，表示目前可以响应“S/预置”键和“F/采样间隔“键，其他按键目前暂不能响应。
说明：按键上的“数字”或“字母”代表该键编号，按键上的“汉字或+1/-1”代表该键的功能。
②按“S/预置”键：通过“ 0/+1”“1/-1”，“2/左移”，“3/右移”键来设置“取样电阻R1、积分电阻R2、积分电容C”参数，以便微电脑可以根据实验数据计算B或H值，描绘磁滞回线或磁化曲线。
磁样品的“L、横截面积S、励磁线圈匝数N1、测量线圈匝数N2”已经预置好，不要修改。
参数设置好后，按“D/确定”键，保存设置参数。
此时LCD上显示B-H 直角坐标轴。
③按“5/回线簇”键：自动测量并显示一条与励磁正弦信号幅度相对应的磁滞回线。
依次将励磁正弦信号的幅度波段开关调至II档、III档，…，则自动测量并显示面积逐次增大的其他磁滞回线，得到磁滞回线簇（共测6条磁滞回线），将原点0与各磁滞回线的顶点a1,a2,a3,…，a相连,得到初始磁化曲线。
观察并记录这些磁滞回线的形状与特征，以便与后面逐点测量的磁滞回线比较。
4.逐点测量初始磁化曲线（1）将励磁正弦信号的频率调为50Hz，幅度波段开关调至0档，从退磁状态开始测量。
（2）按“D/确定”键，结束当前操作。
（3）按“4/起始磁化曲线”键：测量并显示与与励磁正弦信号幅度相对应的起始磁化曲线的一个点及B、H值，将B、H值记录到数据表1（自拟）；然后将励磁正弦信号的幅度波段开关调至I档，按“4/起始磁化曲线”键，则显示磁化曲线的第2个点和B、H值，记录B、H 值；依次方法逐步增大励磁正弦信号幅度直到磁化曲线饱和，从而得到起始磁化曲线。
将所有点的B、H值记录到数据表1。
画出LCD屏上的初始磁化曲线，以作数据处理时参考。
注意：如果漏记了前面某个测量点的B、H值，可以按“7/逐点查询”键来查询。
每按1次该键，从磁滞回线右上角开始按选择的步长和逆时针方向，LCD屏上用“加亮”方式显示该点，并显示该点的B和H值。
（4）将励磁正弦信号的频率调为100Hz，重复上述操作，再测一条初始磁化曲线，与50Hz初始磁化曲线进行比较。
5.逐点测量磁滞回线（1）按“D/确定”键，结束当前操作。
（2）将励磁正弦信号的频率调为50Hz，幅度波段开关调至饱和磁化幅度（如IX档）。
（3）按“6/逐点测量”键：LCD屏显示磁滞回线右上角的一点和B、H值，将B、H值记录到数据表2（自拟）。
再按一次“6/逐点测量”键，按默认的步长、逆时针方向测量并显示磁滞回线第二个点和B、H值，记录B、H值。
不断按“6/逐点测量”键，直到得到一条完整的磁滞回线，将所有点的B、H值记录到数据表2中。
画出LCD屏上的磁滞回线，读出H S、B S、B r、H c值，以作数据处理时参考。
注意：（1）如果LCD显示的磁滞回线顶部出现编织状小环，则可减小励磁信号幅度消除。
(2)如果LCD显示的磁滞回线大小不合适，可以通过“8/B缩小”键、“9/B放大”键、“A/H放大”键、“X/H缩小“键在“B坐标方向”或“H坐标方向”放大或缩小磁滞回线。
（3）如果漏记了前面某个测量点的B、H值，可以按“7/逐点查询”键来查询。
每按1次该键，从磁滞回线右上角开始按选择的步长和逆时针方向，LCD屏上用“加亮”方式显示该点，并显示该点的B和H值。
（4）将励磁正弦信号的频率调为100Hz，重复上述操作，再测一条磁滞回线，与50Hz 磁滞回线进行比较。
【数据处理】1.根据逐点测量的初始磁化曲线数据表，同一坐标纸上画出50Hz与100Hz励磁信号的初始磁化曲线，并讨论两条初始磁化曲线的异同与原因。