铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
12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一、实验题目：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线二、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动态磁化特性。
2 测定样品的基本磁化曲线，作μ-H曲线。
3 计算样品的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。
三、实验原理：1 铁磁材料的磁滞现象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0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0a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 m时，B到达饱和值，0abs称为起始磁化曲线，图1表明，当磁场从H m逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新曲线SR下降，比较线段0S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。
2C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能力，线段RD 称为退磁曲线。
图1还表明，当磁场按H m →0→H C →-H m →0→H C →H m 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，这条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圈和基本磁化曲线
南昌大学物理实验报告课程名称: 大学物理实验（下）_____________ 实验名称：铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线学院：信息工程学院专业班级：学生姓名: 学号: __实验地点：基础实验大楼B208 座位号：___ 实验时间：第8周星期三下午三点四十五分_______一、 实验目的1、 掌握用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法。
2、 了解铁磁材料的磁化规律，用示波器法观察磁滞线，比较两种典型铁磁物质的动态磁化特性。
3、 测定样品的基本磁化特性曲线（B —H 曲线)，并作μ-H 曲线。
4、 测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及相关参量。
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）均属于铁磁物质。
其特征是在外磁场的作用下能被强烈氧化，即磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，即磁场停止作用后，铁磁质仍保留磁化状态。
图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁场强度H 之间的关系曲线.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。
B HB m B rab－H m foH CcdH m－H C－B r －B me图 1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：(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rB 为铁磁材料的剩磁.（2）要消除剩磁r B ，使B 降为零，必须加一个反方向磁场C H ，这个反向磁场强度C H 叫做该铁磁材料的矫顽磁力。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
一、测量样品之前为什么要退磁？
答：铁磁材料被磁化后，当外磁场强度H减为0后，铁磁材料还保留磁感应强度，称其为铁磁材料的剩磁，只有消除声磁我们在测基本磁化曲线时，对较小的磁场强度H的电压U对应的样品的磁感应强度B才是正确的，才能显示正确的图形。
二、什么叫做初始磁化曲线？
答：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。
B~H曲线称为初始磁化曲线。
三、怎样使样品完全退磁，使初始状态在H＝0，B＝0点上？
答：打开实验仪电源，对样品退磁。
顺时针方向转动励磁电压“U选择”旋钮，使U从0增加到3V，然后逆时针方向转动旋钮，将U从３Ｖ降至0。
退磁的目的是使样品处于磁中性状态，即B＝0，H＝0。
四、什么叫铁刺损耗？
答：当铁磁材料沿着磁滞回线经历磁化→去磁→反向磁化→反向去磁的循环过程中，由于磁滞效应，要消耗额外的能量，并且以热量的形式耗散掉。
这部分因磁滞效应而消耗的能量，叫做磁滞损耗]
[BH。
一个循环过程中单位体积磁性材料的磁滞损耗正比于磁滞回线所围的面积。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
现磁滞回线。
操作指南（续1）
观察基本磁化曲线。对样品进行退磁，从 U=0开始提高励磁电压，将在显示屏上得到 面积由小到大的一族磁滞回线。这些磁滞回 线的顶点就是样品的基本磁化曲线，长余辉 示波器，便可观察到该曲线的轨迹 。
观察比较样品1和2的磁化性能。 测绘曲线。接通实验仪和测试仪之间的连线。
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
H
3，实验仪器
数码照片 磁滞回线实验组合分为实验仪和测试仪两大部
分。
4，操作指南
电路连接。选样品1按实验仪上所给的电路图 连接线路，令 R1 2.5，“U选择” 置于0 位。U 1 和 U 2 分别接示波器的“X输入”和 “Y输入”。
铁磁材料的磁滞回线 和基本磁化曲线
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。
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BH0，当磁场H
结语谢谢大家！来自从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 B s ，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。H c 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（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。
【正式版】铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线PPT
4，操作指南
电路连接。选样品1按实验仪上所给的电路图 磁场作用停止后，仍保持磁化状态，即磁滞。
选样品1按实验仪上所给的电路图连接线路，令
为矫顽力，反映保持剩磁状态的能力。
，“U选择” 置于0位。
连接线路，令 ，“U选择” 置于0 令
测定样品1的特性参数。
在外磁场作用下，能被强烈磁化，磁导率很高。
磁滞回线实验组合分为实验仪和测试仪两大部 令
，调节示波器，出现磁滞回线。
O点为磁中性状态，即
，当磁场H从0开始增加时，B随之缓慢上升，并当H到 时，B达到饱和值
，到此为磁化曲线。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
分 。 磁场作用停止后，仍保持磁化状态，即磁滞。
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。
对样品进行退磁，从U=0开始提高励磁电压，将在显示屏上得到面积由小到大的一族磁滞回线。
须加反向磁场。 为矫顽力，反映保持剩磁状态的能力。
H
c
为线和磁滞回线
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。
当H减小到0时，B不为0，而保留剩磁 。
磁化曲线。O点为磁中性状态，即BH0，当磁场H 这 取些步磁骤滞 7中回的线H的和顶B的点对就应是值样，品用的坐基标本纸磁绘化制曲B线-H，曲长线余，辉并示估波算器曲，线便所可围观面察积到（该磁曲滞线损的耗轨）迹。。
磁场作用停止后，仍保持磁化状态，即磁滞。
从0开始增加时，B随之缓慢上升，并当H到 时，B达 在外磁场作用下，能被强烈磁化，磁导率很高。
铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
0.09500
0.01575
2.8
2080
595
0.06933
0.09917
0.01430
3.0
2240
610
0.07467
0.10167
0.01362
表二 B－H 曲线
测试条件：
NO. (mV)
1
910
2
-910
3
360
4
-360
5
0
6
0
7
600
8
400
9
200
10
600
11
-400
12
-600
13
从图 1 可以看出： （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 Br ，通
常称 Br 为铁磁材料的剩磁。
（2）要消除剩磁 Br ，使 B 降为零，必须加一个反方向磁场 HC ，这个反向
磁场强度 HC 叫做该铁磁材料的矫顽磁力。 （3）H 上升到某一个值和下降到同一数值时，铁磁材料内的 B 值并不相同，
南昌大学物理实验报告
课程名称：
大学物理实验（下）_____________
实验名称： 铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
学院： 信息工程学院 专业班级：
学生姓名：
学号： __
实验地点： 基础实验大楼 B208 座位号： ___
实验时间： 第 8 周星期三下午三点四十五分_______
一、 实验目的
1、 掌握用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法。 2、 了解铁磁材料的磁化规律，用示波器法观察磁滞线，比较两种典型铁磁
物质的动态磁化特性。 3、 测定样品的基本磁化特性曲线（B-H 曲线），并作μ-H 曲线。 4、 测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及相关参量。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线2021推选
磁选滞样回 品线1按顶实点验的仪连上线所为给铁的磁电材路料图的连基接本线磁路化，曲令线，磁导率。，“U选择” 置于0位。
样品退磁。 按观照察实 比验较内样容品的1和要2求的，磁记化录性所能需。的数据，自己画数据表格。
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。
现磁滞回线。
操作指南（续1）
观察基本磁化曲线。对样品进行退磁，从 U=0开始提高励磁电压，将在显示屏上得到 面积由小到大的一族磁滞回线。这些磁滞回 线的顶点就是样品的基本磁化曲线，长余辉 示波器，便可观察到该曲线的轨迹 。
O在点外为磁磁场中作性用状下态，，能即被强烈磁化，，磁当导磁率场很H高从。0开始增加时，B随之缓慢上升，并当H到 时，B达到饱和值 ，到此为磁化曲线。
连接线路，令 R2 .5 ，“U选择” 置于0 观按察照比 实较验样内品容的1和要2求的，磁记化录性所能需。的数据，自己画数据表格。
在磁外场磁 作场用作停用止下后，能仍被保强持烈磁磁化化状，态磁，导即率磁很滞高。。 磁 令场作用停止后，仍保测持定磁样化品状1态的，特即性磁参滞数。
精品课件！
精品课件！
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。
谢谢观看
当 可磁以场证反 明向 ，从 磁滞0逐损渐耗变与为磁时滞，回B线消所失围，面即积要成消正除比剩。磁，必须加反向磁场。
观察磁滞回线。令U 2 .2 V ，调节示波器，出 对选样品进1按行实退验磁仪，上从所U给=0的开电始路提图高连励接磁线电路压，，令将在显示屏上，得“到U选面择积”由小置到于大0位的。一族磁滞回线。
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。
物理实验报告 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
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、陈熙谋著，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。
于是得到一条闭合的Ｂ～Ｈ曲线，称为磁滞回线。
4.4 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
开
电源开关
U ~ V
1.5 1.2 1.0 0.5 0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0
⊥ UH X C2
3.5 4.0
3.0
2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
20F
4.5 5.0
∞ R1选择
U选择
4. 测试样品的磁滞回线和磁化参数 测试磁滞回线
TH-MHC型智能磁滞回线测试仪
实验内容和步骤
1.按电路图接线 先选样品2，按实验仪上的电路图连接线 路。UH 、UB 分别接测试仪上的U1 、U2 ，及 示波器X输入，Y输入，插孔⊥为公用端。
磁滞回线测试仪
UB(Y)
⊥
UH(X)
·
2.样品进行退磁 磁滞回线实验仪 开启测试仪、实验仪和示 样品 1 样品 2 波器的开关, 对样品进行退磁， 顺时针转动U选择旋扭，令U从 n N n N 0增至3V, 然后逆时针转动旋扭， 将U从3V降为0（目的是消除剩 R2 R1 () 磁，确保样品处于磁中性状态： Y H=0,B=0）。 10K U
（2）计算机显示磁滞回线采样点
按功能键，将显示P.C SHOW 。
TH-MHC型智能磁滞回线测试仪 H [A/m ] B
UB(Y) UH(X)
[T]
功能
数位
数据
确认
复位
按确认键后，打开计算机桌面上的Hb36，观 察磁滞回线。
（3）显示H与B的最大值Hn与Bn
按功能键，将显示H与B的最大值Hn与Bn。
注意： 1.其中步骤(8)不进行数据采集，即不按确认键。 2.每次改变U时，都要对样品1进行退磁。
表1 基本磁化曲线与 r 曲线记录表
U(V) 0.5 1.0 1.2 H×103A/m B×10T
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。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验名称：软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类•软磁材料的矫顽力H e 小于100A/m ，常用做电 机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯 •磁化曲线和磁滞回线是 反映铁磁材料磁性的重要特征曲线•矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r .磁滞损耗P 等 参数均可以从磁滞回线和磁化曲线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重 要依据.逆的，当磁场由饱和时的H m 减小至0, B 并非 沿原来的磁化曲线返回，而是滞后于H 的变化. 当H=0时，B=B r ,称为剩余磁感应强度.要想使 B 为0,就必须施加一反向磁场-H c .H c 称为矫顽 力.继续加大反向磁场至-H m ，曲线到达a'，磁 感应强度变为-B s .磁场再由-H m 变至H m,曲线又 回到a ，形成一条闭合曲线，叫磁滞回线.3. 如果初始磁化磁场由0开始增加至一小 于H m 的值H i ，然后磁场在-H i 与H i 之间变化，也可以得到一条磁滞回线.但这条曲线不是饱和的.逐渐增加磁场至 出，H 3，H 4，…(H 2VH 3VH 4…)，可以得到一系列磁滞回线.将这些磁 滞回线的顶点连起来，就得到基本磁化曲线，如图2所示.2.磁化过程中材料内部发生的过程是不可H【实验目的】 1 •了解有关铁磁性材料性质的知识；2•了解用示波器动态测量软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的原理; 3.学习并体会物理实验方法中的转换测量法；4•掌握用示波器动态测量软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的方法【实验原理】软磁材料的样品可做成闭合回路状（如图所示），在样品上绕N i 匝初级线圈和 N 匝次级线圈，初级线圈里通过电流i i ,在样品中产生磁场，其磁场强度为N 1i 1 N 1 U xlR i l式中I 是初级线圈所绕样品的平均长度， R i 是与初级线圈串联的电阻，U x 是R i 两 端的电压.采用动态测量法，初级线圈里需通过 交流电（由隔离变压器提供）(1)【实验器材】（1） GY-4隔离变压器;⑵CZ-2磁滞回线装置;⑶COS5020示波器.样品被磁化后产生变化的磁通量，进而在次级线圈中产生感应电动势:可得:(2)U y 是电容器两端的电压•由此可见U x 正比于H , U y 正比于B ,将两信号分分别输入到双通道示波器的 X 端和y 端，选择x-y 方式，就可以在示波器上得到间接的磁滞回线.定量测量时，记录每一步磁滞回线的定点坐标，由电压参数得到相应的电压值，再 根据(1)、(2)计算对应的B 、H 值，从而可做出基本磁化曲线.在饱和磁滞回线上记录H e 、 B s 、B r 的坐标，可算出相应的实验值•【实验内容及步骤】 实验内容：1 •在坐标纸上做出基本磁化曲线和饱和磁滞回线 . 2.给出H e 、B s 、B r 的实验结果. 步骤： 1.正确连接线路，调节示波器，观察磁滞回线的形状•2. 将隔离变压器电压调至 80V 左右，调整磁滞回线至理想的大小和形状，确定实验所 需的两通道电压参数.3.将电压缓慢调至零，实现对样品的退磁，并在示波器上调整坐标原点.4. 将磁场由0(电压为0)开始，逐步(电压每10V 变化一步)增加至B 达到饱和，记下每 一步磁滞回线定点的坐标.dt dtN 2SdB"d TS 是样品的截面积.次级线圈的电压正比于磁感强度 B 随时间的变化率，必须积分后才能得到B.积分可由RC 电路来完成，电路中满足条件R 21 2 二，忽略次级线圈的内阻后,5.在饱和磁滞回线上记录H e、B s、B r的坐标，测量时应在＞0、＜0两点进行测量，取平均值.【数据记录】表1软磁材料基本磁化曲线绘制的测量数据两通道电压参数：X _____________ Y ____________s r注意事项：1 •测量前检查示波器两通道的垂直微调旋钮是否在校准位置2•确定软磁材料饱和时对应隔离变压器的电压，饱和时示波器上类磁滞回线的尖端连接处的两条曲线变得重合•思考题：1 •如果测量前没有将材料退磁，会出现什么情况？2•用磁路不闭合的样品进行测量会导致什么结果？3•测量时磁场H是正弦变化的，磁感强度B是否按正弦规律变化？反之，若磁感强度B是正弦变化的，磁场H是否也按正弦规律变化？附录：磁滞回线装置参数N i= 2000匝2=121 匝R i=12「R2 =16k' 1L =0.132m S =0.208 10“m2 C = ( 1 0一0. 05)。
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精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版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圈和基本磁化曲线
铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线铁磁材料是指具有较高磁铁石性的材料，比如铁、镍、钴等。
在外加磁场的作用下，铁磁材料会产生自发磁化现象，磁滞回线和基本磁化曲线是研究铁磁材料磁性的重要工具。
下面我们来详细讲解一下它们的概念和性质。
1. 磁滞回线圈磁滞回线是指铁磁材料在交变磁场或直流磁场作用下，磁化强度随磁场强度变化的曲线。
当外加磁场逐渐升高时，铁磁材料会自发磁化，直到达到饱和磁化强度，此时材料的磁化强度不再随磁场强度的增加而增加，形成了一个磁致饱和的状态。
如果磁场继续增加，铁磁材料的磁化强度会逐渐减小，直到归零，这个过程称为磁降淬。
如果再减小磁场强度，铁磁材料的磁化强度又会逐渐增加，直至达到反向饱和磁化强度，完成一个磁滞回线的闭合。
磁滞回线圈是通过测量铁磁材料在交变磁场或直流磁场作用下的磁化强度，来得到磁滞回线的一种实验手段。
它由两个线圈组成，一个线圈提供外加磁场，另一个线圈用于测量铁磁材料的磁化强度。
在实验中，我们通常使用示波器来观察磁滞回线的形状，进一步研究铁磁材料的磁性质。
2. 基本磁化曲线基本磁化曲线是指铁磁材料在磁场作用下，磁化强度随磁场强度变化的曲线。
与磁滞回线不同的是，基本磁化曲线不考虑磁滞回线的闭合，而是研究铁磁材料的磁性质在一定范围内的变化趋势。
基本磁化曲线通常包含三个阶段：（1）线性阶段：在小磁场范围内，铁磁材料的磁化强度与磁场强度呈线性变化，其斜率称为初始磁导率。
（2）饱和阶段：随着外加磁场的增加，铁磁材料的磁化强度逐渐增加，直至达到饱和磁化强度。
此时，铁磁材料的磁化强度不再随磁场强度的增加而增加。
基本磁化曲线是研究铁磁材料磁化特性的重要工具。
通过测量不同铁磁材料在不同磁场条件下的基本磁化曲线，可以得到多种材料的磁滞特性和磁化特性，用于制备和应用磁性材料。
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(动态磁滞回线实验)磁性材料在科研和工业中有着广泛的应用，种类也相当繁多，因此各种材料的磁特性测量，是电磁学实验中一个重要内容。
磁特性测量分为直流磁特性测量和交流磁特性测量。
本实验用交流正弦电流对磁性材料进行磁化，测得的磁感应强度与磁场强度关系曲线称为动态磁滞回线，或者称为交流磁滞回线，它与直流磁滞回线是有区别的。
可以证明：磁滞回线所包围的面积等于使单位体积磁性材料反复磁化一周时所需的功，并且因功转化为热而表现为损耗。
测量动态磁滞回线时，材料中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗，因此，同一材料的动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积稍大些。
本实验重点学习用示波器显示和测量磁性材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的方法，了解软磁材料和硬磁材料交流磁滞回线的区别。
一．实验目的1. 了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2. 用示波器测量软磁材料（软磁铁氧体）的磁滞回线和基本磁化曲线，求该材料的饱和磁感应强度m B 、剩磁r B 和矫顽力c H 。
3. 学习示波器的X 轴和Y 轴用于测量交流电压时，各自分度值的校准。
4. 用示波器显示硬铁磁材料（模具钢12Cr ）的交流磁滞回线，并与软磁材料进行比较。
二. 实验原理（一）铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁性的原因。
一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。
如左图所示，当铁磁物质中不存在磁化场时，H 和B 均为零，在H B 图中则相当于坐标原点O 。
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 不再增加或增加的十分缓慢，这说明该物质的磁化已达到饱和状态。
m H 和m B 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 逐步退到零，则与此同时B 也逐渐减小。
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南昌大学物理实验报告
课程名称：_________ 大学物理实验（下）—
实验名称：铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线学院：信息工程学院专业班级：
学生姓名：_______________学号：__
实验地点：基础实验大楼B208 座位号：
实验时间：第8周星期三下午三点四十五分
3 B-H -H
4、测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及1、铁磁材料的磁滞特性
态。
图1 为铁磁物质的磁
H 的变化如图1 中oa 段所
H B 不沿ao 段下降，而是沿另B 与磁场强度H 之间的关环中的磁感应强度B。
如果H 逐渐减小，则B ab 下降。
O H m O H c H m O H e H m O B m B r O B m －B r O B m
B r
H e l2 < I m)
B
abcdefa.
B r
H i H2 H m
H e
I i
B r
I m(l i<
H i -H i H i,
ai a2
是直线，即铁磁材料的磁导率
B
—不是常数。
H
由于铁磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在测定磁化曲线和
磁滞回线时，首先必须将铁磁材料预先退磁，以保证外加磁场H=0时，B=0 ；其次，磁化电流在实验过程中只允许单调增加或减少，不可时增时减
在理论上，要消除剩磁B r，只需通一反方向磁化电流，使外加磁场正好等
确定退磁电流的大小。
我们从磁滞回线得到启示：如果使铁磁材料磁化达到饱和, 然后不断改变磁化电流的方向，与此同时逐渐减小磁化电流，以至于零，那么该材料得磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线，如图3所示。
当H减小到零时，B 亦同时降为零，达到完全退磁。
铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万，这一特点是它用途广泛的主
要原因之一。
铁磁材料分为硬磁和软磁B—H曲线如图4所示。
于铁磁材料的矫顽磁力就行实际上，矫顽磁力的大小通常并不知道, 因而无法图2基本磁化曲线
图3退磁过程：由B r到a,然后经一
系列不闭合的回线收缩至原点
5
5
El
Ni
H
B?S
,
d
n
dt dt i 2R> u2
式中i 2为副边电流，U 2为电容C 两端的电压。
设i 2向电容器C 充电，在t
时间内充电量为Q ，则此时电容两端的电压U c 表示如下：U 2
当我们选取足够的 金、C 时，使U c 小到与i c R 2相比可以略去不计时，简化为
的图形就能如实反映被测样品的磁滞回线。
依次改变 U i
到一组磁滞回线，各条磁滞回线顶点的连线便是基本磁化曲线。
由此可近似确定
B
其磁导率
一，因B 与H 是非线性的，故铁磁材料的磁导率
不是常数而是
H
随磁场强度H 而变化。
四、 实验仪器
TH-MHC 型智能磁滞回线测试仪、示波器
五、 实验数据及处理
1=60门口 N=50T
n=150T S=80H
『
勺=1" ° C 2 = 20时
一 基本磁化曲线与 一H 曲线
表
p —9 尺 o
三、 dQ
張又因为i 2不C h 所以2
du 2
R 2C 巴 2
dt
根据电磁感应定律
2
nS d B
2
dt
R 2C dU 2
dt
n sdB
将两边积分，经整理后可得到 B 的数值为
% N 2S 2
实验内容
只要将U i 和U 2分别接到示波器的X 轴与丫轴输入,
则在荧光屏上扫描出来 （从零递增）值，便可得
测试条件：
U=1.5V
围成面积7格左右
六、误差分析
1、每条导线的电阻不同，使用不同的导线，会得到不同的结果。
2、示波器读数不准确，图像未调整到中心位置，数格子容易出现误差。
七、思考题
1、如果不退磁，做实验会有什么后果？
答：起始点不在零，实验得出的磁滞回线不对称。
2、示波器显示的磁滞回线是真实的H-B曲线吗？如果不是，为什么可
以用它来描绘磁滞回线?
答：不是，示波器只可以采集电压信号，测量动态磁质回线时，必须将非电压量H和B转换成电压量才能显示出来
八、附上原始数据和退磁示意图
为
Av
t
4
1
d [hr0
9
*11*
t*
I
7
JU JL JI
1w
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11
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