关于低碳钢板完整的磁化曲线
铁磁材料的磁化与磁化曲线
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。
如果把铁磁材料置入外磁场中,这时大多数磁畴都会趋 向与外磁场的方向规则的排列,因而在铁磁材料内部形 成了很强的与外磁场同方向的附加磁场,从而大大地增 强了磁感应强度,即铁磁材料被磁化了,如图8-1b所示。 当外加磁场进一步加强,所有磁畴的方向都几乎转向外 加磁场方向,这时附加磁场不再加强,这种现象叫做磁 饱和,如图8-1c所示。
第二节 磁路与此路定律
一、磁路
在电机,变压器及其它各种电磁器件中,常 用铁磁材料做成一定形状的铁心。其目的一是用 较小的励磁电流能够产生足够大的磁通;二是将 磁通限定在一定的范围之内。如图8-7所示。
在图8-7b中,磁感应线几乎都是沿着铁心形 成闭合回路。因此这种由铁磁材料构成的,让磁 通集中通过的闭合路径叫磁路。
(二) 磁化曲线
不同种类的铁磁性物质,其磁化性能是不同的。工 程上常用磁化曲线表示各种铁磁性物质的磁化特性。 磁化曲线是铁磁性物质的磁感应强B与外磁场的磁
场强度H之间的关系曲线,所以又 B H叫曲线。
铁磁物质的磁化曲线可用试验测定。测量铁磁物质 磁化曲线的装置如图8-2所示。
1.起始磁化曲线
4、基本磁化曲线
对同一铁磁材料,取不同的Hm反复磁化, 将得到一系列磁滞回线,如图8-4b所示。 各磁滞回线的顶点联成的曲线 ON称为基本 磁化曲线,简称磁化曲线。工程上常用基 本磁化曲线进行磁路计算。
二、铁磁材料的磁性能
铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线-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H D、B r、B S和(H m·B m)等参数。
4. 测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。
【实验仪器】DH4516型磁滞回线实验仪,数字万用表,示波器。
【实验原理】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。
当磁场反向从O逐渐变至-H D时,磁感应强度B消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,H D称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD称为退磁曲线。
图1还表明,当磁场按H S→O→H D→-H S→O→H D´→H S次序变化,相应的磁感应强度B则沿闭合曲线'变化,这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SR'DSRD'S心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→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,可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
铁磁性物质的磁化曲线课件
磁场方向
当磁场方向与铁磁性物质 的易磁化轴不平行时,会 导致饱和磁化强度的降低 。
晶粒尺寸
铁磁性物质的晶粒尺寸越 小,其饱和磁化强度越高 ,对磁化曲线的影响也越 大。
04
铁磁性物质的应用
在电力工业中的应用
变压器铁芯
01
铁磁性物质用于制造变压器,利用其磁化特性实现电能转换。
发电机和电动机的铁芯
02
材料的多功能化。
磁化曲线测量技术的发展
高精度测量技术
发展高精度、高分辨率的磁化曲线测量技术,提 高测量数据的可靠性和准确性。
动态测量技术
研究能够实时监测铁磁性物质动态磁化过程的测 量技术,以揭示其复杂的磁化行为。
无损测量技术
开发无损、非接触式的磁化曲线测量技术,减少 对被测材料的损伤和干扰。
铁磁性物质在新能源领域的应用前景
再随磁场强度H的增加而增加,此时的磁感应强度称为饱和磁化强度。
02
矫顽力
为了使铁磁性物质完全去磁,需要施加的反向磁场强度,矫顽力的大小
反映了铁磁性物质的剩磁大小。
03
饱和磁化强度与矫顽力的关系
两者反映了铁磁性物质的磁性能,是描述铁磁性物质的重要参数。
磁化曲线的影响因素
01
02
03
温度
随着温度的升高,饱和磁 化强度和矫顽力均有所降 低,对磁化曲线的影响较 大。
磁性发电机
利用铁磁性材料的磁性能,开发高效、环保的磁性发电机,为新 能源发电提供新的解决方案。
磁制冷技术
研究基于铁磁性材料的磁制冷技术,实现高效、节能的制冷效果 ,替代传统制冷方式。
磁场储能
探索利用铁磁性材料的磁场储能技术,提高能源利用效率和系统 稳定性。
磁化曲线和磁滞回线
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线铁磁材料分为硬磁和软磁两类。
硬磁材料(如铸钢)的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力较大(120-20000安/米,甚至更高),因而磁化后,它的磁感应强度能保持,适宜制作永久磁铁。
软磁材料(如硅钢片)的磁滞回线窄,矫顽磁力小(一般小于120安/米),但它的磁导率和饱和磁感应强度大,容易磁化和去磁,故常用于制造电机、变压器和电磁铁。
可见,铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是该材料的重要特性,也是设计电磁机构或仪表的依据之一。
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。
一 实验目的1、 掌握用示波器观察磁滞回线以及基本磁化曲线的测绘方法2、 观察磁滞现象,加深对铁磁材料主要物理量(如矫顽力、剩磁和磁导率等)的理解。
二 实验原理(一)起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线铁磁材料(如铁、镍、钴和其他铁磁合金)具有独特的磁化性质。
取一块未磁化的铁磁材料,譬如以外面密绕线圈的钢圆环样品为例。
如果流过线圈的磁化电流从零逐渐增大,则钢圆环中的磁感应强度B 随激励磁场强度H 的变化如图1中oa 段所示。
这条曲线称为起始磁化曲线。
继续增大磁化电流,即增加磁场强度H 时,B 上升很缓慢。
如果H 逐渐减小,则B 也相应减小,但并不沿ao 段下降,而是沿另一条曲线ab 下降。
B 随H 变化的全过程如下:当H 按 O →H m →O →-c H →-H m →O →c H →H m 的顺序变化时,B 相应沿 O →m B →r B →O →-m B →-r B →O →m B 的顺序变化。
将上述变化过程的各点连接起来,就得到一条封闭曲线abcdefa,这条曲线称为磁滞回线。
从图1可以看出:B HB m B rab-H m foH CcdH m-H C-B r -B me图 1(1)当H =0时,B 不为零,铁磁材料还保留一定值的磁感应强度r B ,通常称r B 为铁磁材料的剩磁。
(整理)铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线.
μ-H
图二 同一铁磁材料的一组磁滞回线
图三 铁磁材料基本磁化曲线和 μ--H 关系曲线
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类的主要依据,图四为常见的几种典型的磁滞回线。其中,磁滞
回线宽者,为硬磁材料,适用制造永磁体,其矫顽力大。剩磁强,如钕铁硼合金。磁滞回线细而窄者,
为软磁材料,矫顽力,剩磁和磁滞损耗均较小,是制造变压器、电机和交流电磁铁的主要材料。磁滞回
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2.样品退磁:开启实验仪电源,对试样进行退磁。即顺时针转动“U 选择”旋钮,令 U 从 0 增加到 3V,然后再反时针方向转动,将 U 从最大值 3V 减到 0,目的是消除剩磁,使测试样品处于磁中性状态。 即 B=H=0,如图六所示。
3、观察磁滞回线:打开示波器电源,适当调节光点的亮度(INTEN)和聚焦(FOCUS),使光点 清晰,同时调节光点的水平位置和 CH2 的垂直位置,使光点位于坐标网格的中心。令 U=2.2V,分别适 当调节 CH1 和 CH2 的灵敏度(VOLTS/DIV)使显示屏上出现大小适当的磁滞回线,若滞回线顶部出现 编织状小环(如图上所示),可以适当降低励磁电压予以消除。
线如矩形者,矫顽力小,剩磁大, 适于做记忆材料。如磁环、磁膜,广泛地应用于高科 技行业。
B
矩 软
硬
H
图四 不同铁磁材料的磁滞回线
观察和测量磁滞回线和基本磁化曲线的线路如图五所示。
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待测样品有两种,为 E 型的钢片形式。N 为励磁绕组匝数,n 为测量磁感应强度 B 所用的测量绕组 匝数。R1 为励磁电流限流电阻,同时也是输出 UH 的取样电阻。设通过励磁线圈的励磁电流为 I1,则根 据安培环路定律,样品的磁化场强为,(在任意时刻)
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。
铁磁材料的性能需通过相关曲线及有关参数进行了解,以便根据不同的需要合理地选取铁磁材料。
本实验主要学习铁磁材料有关曲线的描绘方法及材料参数的测量方法。
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H c 、B r 、H m 、B m 和(H ·B )等参数。
4、测绘样品的磁滞回线,估算磁损耗。
二、实验原理铁磁材料在外磁化场作用下可被强烈磁化,故磁导率μ很高。
另一特征是磁滞,就是磁化场作用停止后,铁磁物质仍保留磁化状态。
用图形表示铁磁物质磁滞现象的曲线称为磁滞回线,它可以通过实验测得,如图3.3-1所示。
图3.3-1 铁磁材料磁滞回线图当磁化场H 逐渐增加时,磁感应强度B 将沿OM 增加,M 点对应坐标为(H m 、B m ),即当H 增大到H m 时、B 达到饱和值B m 。
OM 称为起始磁化曲线,如果将磁化场H 减小,B 并不沿原来的曲线原路返回,而是沿MR 曲线下降,即使磁化场H 减小到零时,B 仍保留一定的数值Br ,OR 表示磁化场为零时的磁感应强度,称为剩余磁感应强度(Br )。
当反向磁化场达到某一数值时,磁感应强度才降到零。
强制磁感应强度B 降为零的外加磁化场的大小H c ,称为矫顽力。
当反向继续增加磁化场,反向磁感应强度很快达到饱和M ' (-H m 、-B m )点,再逐渐减小反向磁化场时,磁感应强度又逐渐增大。
图3.3-1还表明,当磁化场按H m →O →H c →-H m →O →cH '→H m 次序变化时,相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线MRC C R M '''M 变化,这闭合曲线称为磁滞回线。
由于铁磁物质处在周期性交变磁场中,铁磁物质周期性地被磁化,相应的磁滞回线称为交流磁滞回线,它最能反映在交变磁场作用下样品内部的磁状态变化过程,磁滞回线所包围的面积表示在铁磁物质通过一磁化循环中所消耗的能量,叫做磁滞损耗,在交流电器中应尽量减小磁滞损耗。
实验_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实验讲义铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类,铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线,反映该材料的重要特性,也是设计选用材料的重要依据。
一:实验目的:1...认识铁磁材料的磁化规律,比较两种典型铁磁物质的动态磁特性。
2...测定样品的基本磁化特性曲线(B m-H m曲线),并作μ—H曲线。
3...测绘样品在给定条件下的磁滞回线,以及相关的H c,B r,B m,和[H B ]等参数。
二:实验原理:铁磁物质是一种性能特异,在现代科技和国防上用途广泛的材料。
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,磁导率μ 很高。
另一特性是磁滞,即磁场作用停止后,铁磁材料仍保留磁化状态。
图一为铁磁物质的磁感应强度Β与磁场强度H之间的关系曲线。
B(B m)B S sr bc a H-H S-H C0 H C H S(H m)Rˊ-Brsˊ-B m图一铁磁物质的起始磁化曲线和磁滞回线图中的原点。
表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即B=H=O 。
当外磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之缓慢上升,如线段落0a所示;继之B随H迅速增长,如ab段所示;其后,B的增长又趋缓慢;当H值增至Hs 时,B 的值达到Bs ,在S点的B s和H s,通常又称本次磁滞回线的B m和H m。
曲线oabs段称为起始磁化曲线。
当磁场从H s逐渐减少至零时,磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到o点,而是沿一条新的曲线sr下降,比较线段os和sr,我们看到:H减小,B也相应减小,但B的变化滞后于H的变化,这个现象称为磁滞,磁滞的明显特征就是当H=0时,B不为0,而保留剩磁B r。
当磁场反向从o逐渐变为-H c时,磁感应强度B=O,这就说明要想消除剩磁,必须施加反向磁场,H c称为矫顽力。
它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段rc称为退磁曲线。
图一还表明,当外磁场按H s →0→-H c→-H s→0 → H c→ H s次序变化时,相应的磁感应强度则按闭合变化时,这闭合曲线称为磁滞回线。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验九 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验目的:1、认识铁磁物质的磁化规律。
2、测定样品的基本磁化曲线,作μ-H 曲线。
3、测定样品的H c 、B r 、B m 和[H m ∙B m ]等参数4、测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。
实验仪器:示波器、磁滞回线实验箱,导线。
实验原理: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(有剩磁),图一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。
图一图一中的原点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。
图一表明,当磁场从Hs 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=0时,B 不为零,而保留剩磁Br 。
当磁场反向从零逐渐变至-H D 时,磁感应强度B 消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,H D 称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD 称为退磁曲线。
图一还表明,当磁场按H S →O →-H D →-H S →O →H D →H S次序变化,相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线SRDS ’R ’D ’S 变化,这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(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→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,可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线1
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线姓名:陈正学号:PB05210465 系别:6系实验目的:1、通过测量角加速度确定陀螺仪的转动惯量;2、通过测量陀螺仪的回转频率和进动频率确定陀螺仪的转动惯量;3、观察和研究陀螺仪的进动频率与回转频率与外力矩的关系;4、观察和研究陀螺仪的章动频率与回转频率的关系。
实验原理:实验原理见实验预习报告!实验内容:实验原理图见上:1,按上图连接好实验的电路图,并将示波器的”X”输入和”Y”输入分别接到图示的U1和U2位置;2,将样品一放入到交变磁场中,本实验即为变压器的铁心之中,逐步减少交流电压的值达到给样品一消磁的目的;3,逐渐升高交流电压的值,观察样品一的磁滞回线图形,并按大小纪录下八组一,三象限的定点值;4,将样品一从变压器铁心中取出,放入样品二,重复上面的操作,得到另外八组数据;5,将所得数据进行作图分析。
数据处理 样品一: 原始数据:得到的图形为:U 2/m vU1/mv样品二:原始数据:得到的图形为:-10-5510U 2/m vU1/mv误差分析上图基本上能够符合实验要求,但仍不是十分准确,产生误差的原因主要有一下几点:1, 因为铁磁材料的磁导率与温度有十分密切的关系,有P.居里定律知,在磁场强度H 不是太强,温度T 不是太低时有Tb m =χ 其中b 是常数, T 是磁材料的温度;所以初级线圈通电后产生的热不可避免的要影响到实验的准确性. 这也是实验中要求我们注意初级线圈不可通电太长时间的原因.2, 示波器的读数不是十分稳定,可能是由于仪器老化也有可能是接线头的地方连线不结实,所以造成读数困难,难于测出准确的定点值.3, 本实验开始时涉及到退磁的问题,有可能在退磁的过程中,磁材料的磁性并未完全退掉,造成在实验时H 会有所变化,因为由M BH -=μ其中M 为磁材料的磁化强度,B 为磁感应强度,0μ为真空磁导率; 起始的M 就会对H 产生影响,实验也有可能不准确.。
全牌号冷轧无取向电工钢带磁化曲线铁损曲线
1
10
50W W310直 流 磁 化 曲 线
2
3
4
10
10
10
磁 场 强 度 H(A/m)
12000 11500 11000 10500 10000 9500 9000 8500 8000 7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
5
10
50W W 270铁 损 曲 线
4
60Hz
3.9
3.8
3.7
3.6
3.5
3.4
3.3
3.2
50Hz
3.1
3
2.9
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
铁损P s (W/ k g)
2.2
2.1
2
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
磁 感 强 度 Bm(T)
磁感强度B(T) 相对磁导率 µr
2.4 2.3 2.2 2.1
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HS 时,B到达饱和值BS,oabs称为起始磁化曲线。
图1表明,当磁场从HS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实验讲义铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类,铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线,反映该材料的重要特性,也是设计选用材料的重要依据。
一:实验目的:1...认识铁磁材料的磁化规律,比较两种典型铁磁物质的动态磁特性。
2...测定样品的基本磁化特性曲线(B m-H m曲线),并作μ—H曲线。
3...测绘样品在给定条件下的磁滞回线,以及相关的H c,B r,B m,和[H B ]等参数。
二:实验原理:铁磁物质是一种性能特异,在现代科技和国防上用途广泛的材料。
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,磁导率μ 很高。
另一特性是磁滞,即磁场作用停止后,铁磁材料仍保留磁化状态。
图一为铁磁物质的磁感应强度Β与磁场强度HH图一铁磁物质的起始磁化曲线和磁滞回线图中的原点。
表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即B=H=O 。
当外磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之缓慢上升,如线段落0a所示;继之B随H迅速增长,如ab段所示;其后,B的增长又趋缓慢;当H值增至Hs 时,B 的值达到Bs ,在S点的B s和H s,通常又称本次磁滞回线的B m和H m。
曲线oabs段称为起始磁化曲线。
当磁场从H s逐渐减少至零时,磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到o点,而是沿一条新的曲线sr下降,比较线段os和sr,我们看到:H减小,B也相应减小,但B的变化滞后于H的变化,这个现象称为磁滞,磁滞的明显特征就是当H=0时,B不为0,而保留剩磁B r。
当磁场反向从o逐渐变为-H c时,磁感应强度B=O,这就说明要想消除剩磁,必须施加反向磁场,H c称为矫顽力。
它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段rc称为退磁曲线。
图一还表明,当外磁场按H s →0→-H c→-H s→0 → H c→ H s次序变化时,相应的磁感应强度则按闭合曲线srcs’r’c’s变化时,这闭合曲线称为磁滞回线。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验19 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线铁磁物质(铁、钴、钢、镍、铁镍合金等)的磁性有两个特点:其一是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高,而且磁导率随磁化场强度变化;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。
因而它的磁化规律很复杂。
要具体了解某种铁磁材料的磁性,就必须测出它的磁化曲线和磁滞回线。
实验目的和学习要求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. 测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。
实验原理1.起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线图19-1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19-1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。
当磁场反向从O逐渐变至-H D时,磁感应强度B消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,H D称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD称为退磁曲线。
图19-1还表明,当磁场按H S→O→H D→-H S→O→H D´→H S次序变化,相应的磁感应'变化,这闭合曲线称为磁滞回线。
所以,当铁磁材料处强度B则沿闭合曲线SR'DSRD'S于交变磁场中时(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验19 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线铁磁物质(铁、钴、钢、镍、铁镍合金等)的磁性有两个特点:其一是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高,而且磁导率随磁化场强度变化;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。
因而它的磁化规律很复杂。
要具体了解某种铁磁材料的磁性,就必须测出它的磁化曲线和磁滞回线。
实验目的和学习要求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. 测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。
实验原理1.起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线图19-1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19-1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。
当磁场反向从O逐渐变至-H D时,磁感应强度B消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,H D称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD称为退磁曲线。
图19-1还表明,当磁场按H S→O→H D→-H S→O→H D´→H S次序变化,相应的磁感应'变化,这闭合曲线称为磁滞回线。
所以,当铁磁材料处强度B则沿闭合曲线SR'DSRD'S于交变磁场中时(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。
铁芯磁化曲线
铁磁材料的磁滞回线和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、自动化仪表与控制等都无不用到铁磁材料(铁、钴、镍、钢以与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。
1)铁磁材料的磁化与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。
于是得到一条闭合的B~H曲线,称为磁滞回线。
所以,当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁心),它将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→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。
可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
应该说明,对于初始态为H=0,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X的一簇磁滞回线,如图20—2所示。