磁化曲线和磁滞回线
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。
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。
磁化曲线和磁滞回线

磁化曲线和磁滞回线
1 磁化曲线
磁化曲线是指磁体在沿着磁感应点B与曲径s的轴线受外加电流的作用下受到的磁化磁感应点B随曲径s变化而发生变化的曲线,也叫磁感应磁铁的认知曲线。
磁化曲线的概念是由物理学家古典物理学家定义的,一般引用唐之物理学指出,当磁性体沿着磁感线而移动,以及其磁化点B与曲径s之间存在着某种联系时,磁感化曲线就会形成。
2 磁滞回线
磁滞回线,也称为磁回线,是指当磁性体处于静止的状态并受到外部的磁通量的影响时,磁场就会随着时间的变化而发生变化,而磁性体的磁矩也会改变,从而产生滞回效应的形式。
根据古典物理学的定义,当磁性体受到一定的磁通量时,在它的受磁点B与曲径s之间产生滞回效应,从而形成一条磁滞回线。
换句话说,由于外部磁通量对受磁体的影响,在一定的时间内受磁体磁感应B增长有一定规律,形成一条磁滞回线,以此来定量描述磁性体在外磁场作用下的磁性结构以及磁化特性。
磁化曲线和磁回线这两者在实际应用中有难以分割的内在联系,并同时受到温度及其他影响因素的影响,因此,对它们的理解对于了解静磁结构和磁性有着重要的意义。
动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告

动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告一、引言磁滞回线和磁化曲线是研究磁性材料磁化性质的重要工具。
磁滞回线描述了材料在外加磁场作用下磁化程度的变化规律,而磁化曲线则反映了材料的磁化特性。
本实验通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线,旨在深入了解磁性材料的磁化行为,并通过分析实验数据得出相关结论。
二、实验原理1. 磁滞回线磁滞回线是描述材料在外加磁场逐渐增加和减小过程中磁化程度的变化情况。
在实验中,我们需要使用霍尔效应磁强计来测量磁场强度,从而可以得到材料的磁滞回线。
2. 磁化曲线磁化曲线是描述材料在外加磁场作用下磁化程度随磁场变化的曲线。
在实验中,我们需要使用霍尔效应磁强计和恒流源来测量材料在不同磁场强度下的磁场强度和磁化强度,并绘制出磁化曲线。
三、实验步骤1. 实验准备:a. 准备一块磁性材料样品,并将其放置在实验装置上。
b. 连接霍尔效应磁强计和恒流源到实验装置上,确保测量的准确性和稳定性。
2. 磁滞回线的测量:a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。
b. 逐渐增加恒流源的电流,记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。
c. 逐渐减小恒流源的电流,重复步骤b的测量过程。
d. 根据实验数据绘制磁滞回线图。
3. 磁化曲线的测量:a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。
b. 逐渐增加恒流源的电流,记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。
c. 根据实验数据绘制磁化曲线图。
四、实验结果与讨论1. 磁滞回线的分析根据所测得的磁滞回线数据,我们可以观察到磁性材料在磁场逐渐增大过程中逐渐磁化,达到饱和磁化强度后,进一步增大磁场也不会有明显增加的效果。
而在磁场逐渐减小过程中,磁性材料的磁化程度也会随之减小,直到完全消除磁化。
磁滞回线的形状对应着材料的磁滞损耗和剩磁等特性。
2. 磁化曲线的分析根据所测得的磁化曲线数据,我们可以观察到磁性材料在不同磁场强度下的磁化程度存在一定的非线性关系。
霍尔法测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线

实验名称霍尔法测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线一.目的与要求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H c、B r、H m、B m二.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1 起始磁化曲线和磁滞回线当铁磁物质中不存在磁化场时,H和B均为零,即图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。
2.B~H曲线的测量方法将待测的铁磁材料做成环形样品,绕上一组线圈,在环形样品的中间开一极窄的均匀气隙,在线圈中通以励磁电流,则铁磁材料即被磁化,气隙中的磁场应与铁磁材料中的磁场一致。
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。
磁滞回线及磁化曲线

500
4150
418.3
-550
-4565
-477
551.1
4574.13
442.3
-500
-4150
-469
600.5
4984.15
461.3
-445
-3693.5
-459
640.7
5317.81
474.6
-399
-3311.7
-449
640.7
5317.81
474.6
-351
-2913.3
-433.9
593.3
4924.39
468.6
-300
-2490
-414.6
550.5
4569.15
462.6
-250
-2075
-38
-201
-1668.3
-349.8
449.4
3730.02
444.8
-150
-1245
-302.7
400
3320
433
-100
2.磁滞回线的测量
在待测的铁磁材料样品上绕上一组磁化线圈,环形样品的磁路中开极窄均匀气隙,在磁化线圈中,在对最大值磁化电流Im磁锻炼基础上,Il值的磁化而对应每个磁化电流Ik值,用特斯拉计测量气隙均匀磁场区中间部位的磁感应强度B,既能得到该磁性材料的磁滞回线,如图E18-1D的QRQ′R′Q,组成的曲线为磁滞回线。OA曲线为材料初始化曲线。对于一定大小的回线,磁场化电流最大值设为Im,对于每个不同的Ik值,使样品反复的磁化,可以得到一族磁滞回线,如图E3所示,把个磁滞回线的顶点及坐标原点O连接起来,得到的曲线称为基本磁化曲线。
要求:按图示将电路图连接好,并对铁芯消磁、毫特仪调零操作,之后可在老师指导下进行操作,记录数据。
讲义:磁化曲线和磁滞回线测量

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 = H, 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。
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实验的第一部分,我们得先明确铁磁材料的基本概念。
铁磁材料能在外磁场作用下,形成稳定的磁性。
你知道吗?这就是为什么铁钉能吸引铁屑的原因。
实验中,我们使用的是一种常见的铁磁材料,像铁氧体或硅钢片。
通过施加不同强度的外磁场,材料的磁性会发生变化,最终形成一条独特的曲线。
这个过程就像一场舞蹈,材料在外部刺激下,展现出它的“个性”。
接着,进入到实验的具体步骤。
首先,我们把样品放入测试装置。
然后,逐步增加外部磁场的强度。
随着外场强度的增强,材料的磁性逐渐增强,形成了磁化过程。
到了某个临界点,磁性不再增强,似乎是遇到了瓶颈。
这时,咱们要测量一下,记录下这个“转折点”的磁场强度,心里别提多兴奋了!而在反向施加外磁场时,情况就变得有趣了。
磁性逐渐减弱,然后出现了滞后现象。
这种滞后特性,就是所谓的磁滞回线。
我们会发现,这条回线与之前的磁化曲线形成了一个闭合的环。
这种现象不仅让我们看到了材料的记忆效应,更让我们感受到材料的复杂性和奇妙之处。
然后,再深入一些,咱们得讨论一些专业术语。
磁滞损耗,这个名词听起来有点复杂,其实它指的就是在磁场变化过程中,材料吸收的能量损失。
很直观地说,就是材料在不断变化的磁场中,有些能量会“跑掉”。
这就像我们在熬夜时,虽说努力学习,但总有点效率低下,没能全部吸收知识。
接下来的部分,咱们需要把数据整理出来。
将不同强度下的磁感应强度和外磁场强度绘制成图,最终得出一个清晰的磁滞回线。
你看,这就像画一幅画,每一笔每一划都很重要。
这幅图不仅让人一目了然,更是研究磁性材料的重要依据。
然后,咱们再来聊聊应用。
磁滞回线不仅在科学研究中有用,实际上在很多工业应用中也能见到它的身影。
比如说,变压器和电动机的设计,就需要充分考虑到这种特性。
好的设计能够减少能量损失,提高效率,真是一举两得。
最后,咱们总结一下。
这次实验不仅让我们深入了解了铁磁材料的行为,更重要的是,让我们体会到了实验的乐趣。
磁化曲线和磁滞回线

磁化曲线和磁滞回线磁性材料应用很广,从长用的永久磁铁、变压器铁芯,到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用。
磁滞回线和磁化曲线反应了磁性材料磁特性的主要特征。
用示波器法测量铁磁材料的磁特性是磁测量的基本方法之一,它具有直观、方便、迅速以及能够在不同的磁化状态下(交变磁化及脉冲磁化等)测量的优点,适用于一般工厂快速检测和对成品进行分类。
通过实验研究这些性质不仅能掌握用示波器观察磁化曲线和磁滞回线的基本测绘方法,而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。
〖实验原理〗1. 铁材料的磁滞现象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 之间的关系的特征。
图 7-1 图 7-2将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化.当磁场强度H 由零增加时, 磁感应强度B 由零开始增加。
H 继续增加,B 增加缓慢,这个过程的B — H 曲线称为起始磁化曲线,如图7-1中的oa 段所示。
当磁场强度H 减小,B 也跟着减小,但不按起始磁化曲线原路返回,而是沿另一条曲线(图7-1中)ab 段下降,当H 返回到零时,B 不为零,而保留一定的值r B ,即铁磁材料仍处于磁化状态,通常r B 称为磁材料的剩磁。
将磁化场反向,使磁场强度负向增加,当H 达到某一值C H −时,铁磁材料中的磁感应强度才为零,这个磁场强度C H −称为磁材料的矫顽力。
继续增加反向磁场强度,磁感应强度B 反向增加。
如图7-1cd 段所示。
当磁场强度由m H −增加到m H 时,其过程与磁场强度从m H 到m H −过程类似。
这样形成一个闭合的磁滞回线。
C Hm Hm Bm B −m H − C H − r B − r B逐渐增加m H 值,可以得到一系列的逐渐增大的磁滞回线,如图7-2所示。
把原点与每个磁滞回线的顶端a 1,a 2,a 3,a 4…连接起来即得到基本磁化曲线。
如图7-2中oa 段所示。
当H m 增加到一定程度时,磁滞回线两端较平,即.H 增加,B 增加很小,在此时附近铁磁材料处于饱和状态。
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铁磁材料具有独特的磁化性质,我们在一块未磁化的铁磁材料(铁、镍、钴或其他铁磁合金)的外面密绕线圈,但流过线圈的磁化电流从零逐渐增大时,铁磁材料的磁感应强度B是沿起始磁化曲线随线圈的磁场强度H变化的。
当H增大到最大值后,继续减小到-,然后回复到初始0值时,我们发现:B 是按照 0→→→0→-→-→0→的规律变化,我们称B按照这个变化过程所描绘的曲线为磁滞回线。
对同一铁磁材料且开始时不带磁性,如果取一系列的磁化电流值 0﹤﹤﹤﹤……﹤我们会得到一系列逐渐增大的磁滞回线,如果将每一条磁滞回线的顶点(、)在同一坐标图上标出并光滑连接,我们就得到了铁磁材料的基本磁化曲线。
本实验的主要学习内容为:1、实验原理:a、认识铁磁材料的磁化规律b、了解示波器法显示磁滞回线的基本原理2、实验方法:a、掌握用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法。
b、掌握用5703A型示波器测绘基本磁化曲线的方法。
这是一个扩展性的电磁学实验,难度系数1.10较适合理工科各专业学生选做,对非物理、电子专业学生,实验原理理解有一定的困难,实验方法难度适中,本实验的实验思想很有开创性,值得其他专业借鉴。
实验具体内容与要求1、样品退磁开启电源后,顺时针转动“U选择”旋钮,使U从0逐渐增大到3V,然后逆时针旋转使U从3V降到0,清除剩磁。
2、观察磁滞回线,测定基本磁化曲线开启示波器电源,调节好示波器的初始预备状态,对示波器的使用方法应参照实验十一。
示波器选择合适档位,使显示器出现大小合适的磁滞回线图形。
在样品退磁的前提下,励磁电压从0开始逐档升高,记录下每档U所显示的磁滞回线的顶点(、)在坐标值上描点,用一条光滑曲线连接各点,得到基本磁化曲线。
3、B—H曲线测绘选择合适的U值,在仔细阅读本实验附录上磁滞回线测试仪使用说明的基础上,按步骤操作测试仪,取得各采样点的H、B值,作图。
实验仪器简介1、磁滞回线实验仪:主要由试样、励磁电源、电路组成,用于产生基本磁化曲线和磁滞回线各H、B量值。
磁化曲线和磁滞回线

磁化曲线和磁滞回线
从理论上讲,磁化曲线和磁滞回线是完全不同的概念。
磁化曲线是由极性物质在受到外力作用时产生的电磁效应而形成的图像,而磁滞回线则是磁极在它们本身当于磁场的作用时发生的反弹效果。
因此,磁化曲线和磁滞回线的本质是不一样的。
磁化曲线的具体形状取决于极性物质的性质,如它是单磁极还是多磁极、大小、型号等,而且它们是固定的,外界力会对它产生影响,但不会改变它们的形状。
极性体在磁场中易于排列,可以使磁场偏向极性体,从而产生受外界力影响的磁偏角,形成磁化曲线。
磁滞回线是在磁场和磁极间发生的反应。
当磁极在磁场中旋转,它会受到抗力,这种抗力即磁抗力,与运动方向相反,可以使磁极的运动反弹,这种反弹旋转运动即为磁滞回线。
这种反弹的结果就是形成一条曲线,称为磁滞回线。
磁化曲线和磁滞回线在电力学和电机技术中都有重要的作用。
磁化曲线主要用于检验极性物质的性质,可以检测极性物质是单磁极还是多磁极、大小、型号等,并且可以利用电流驱动它们,从而控制电机的运动状态。
而磁滞回线则可以用于测量发电机的功率和效率,从而可以有效控制电机的输出功率。
磁化曲线和磁滞回线也在微电子学领域有着重要的应用。
磁化曲线的形状可以简化半导体芯片的结构,从而减少抗磁性材料的添加,降低电子产品的成本。
而磁滞回线可用于调节半导体元件,可
以更好地改善元件工作的稳定性,降低元件热量,从而提高系统的运行性能。
总之,磁化曲线和磁滞回线都是非常重要的现代物理概念,在电力学、电机技术和微电子学等领域都有重要的应用,因此了解并正确使用它们非常重要。
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磁化曲线和磁滞回线磁性材料应用很广,从长用的永久磁铁、变压器铁芯,到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用。
磁滞回线和磁化曲线反应了磁性材料磁特性的主要特征。
用示波器法测量铁磁材料的磁特性是磁测量的基本方法之一,它具有直观、方便、迅速以及能够在不同的磁化状态下(交变磁化及脉冲磁化等)测量的优点,适用于一般工厂快速检测和对成品进行分类。
通过实验研究这些性质不仅能掌握用示波器观察磁化曲线和磁滞回线的基本测绘方法,而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。
〖实验原理〗1. 铁材料的磁滞现象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 之间的关系的特征。
图 7-1 图 7-2将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化.当磁场强度H 由零增加时, 磁感应强度B 由零开始增加。
H 继续增加,B 增加缓慢,这个过程的B — H 曲线称为起始磁化曲线,如图7-1中的oa 段所示。
当磁场强度H 减小,B 也跟着减小,但不按起始磁化曲线原路返回,而是沿另一条曲线(图7-1中)ab 段下降,当H 返回到零时,B 不为零,而保留一定的值r B ,即铁磁材料仍处于磁化状态,通常r B 称为磁材料的剩磁。
将磁化场反向,使磁场强度负向增加,当H 达到某一值C H −时,铁磁材料中的磁感应强度才为零,这个磁场强度C H −称为磁材料的矫顽力。
继续增加反向磁场强度,磁感应强度B 反向增加。
如图7-1cd 段所示。
当磁场强度由m H −增加到m H 时,其过程与磁场强度从m H 到m H −过程类似。
这样形成一个闭合的磁滞回线。
C Hm Hm Bm B −m H − C H − r B − r B逐渐增加m H 值,可以得到一系列的逐渐增大的磁滞回线,如图7-2所示。
把原点与每个磁滞回线的顶端a 1,a 2,a 3,a 4…连接起来即得到基本磁化曲线。
如图7-2中oa 段所示。
当H m 增加到一定程度时,磁滞回线两端较平,即.H 增加,B 增加很小,在此时附近铁磁材料处于饱和状态。
基本磁化曲线上的点与原点连线的斜率称为磁导率μ,HB =µ (7-1) 在给定磁场强度条件下表征单位H 所激励出的磁感应强度B ,直接表示材料磁化性能强弱。
从磁化曲线上可以看出磁导率并不是常数。
当铁磁材料处于磁饱和状态时,磁导率减小较快。
曲线起始点对应的磁导率称为初始磁导率。
磁导率的最大值称为最大磁导率。
这两者反映μ-H 曲线的特点。
如图7-3所示。
图7-32.示波器显示样品磁滞回线的实验原理及电路 只要设法使示波器X 轴输入正比于被测样品中的H ,使Y 轴输入正比于样品的B ,保持H 和B 为样品中的原有关系就可在示波器荧光屏上如实地显示出样品的磁滞回线。
怎样才能使示波器的X 轴输入正比于H ,Y 轴输入正比于B 呢?图7-4为测试磁滞回线的原理图。
L 为被测样品的平均长度(虚细框),N 1,N 2分别为原,副边匝数,R 1,R 为电阻,C 为电容。
图 7-4 测试磁滞回线的原理图当原边输入交流电压U ~时就产生交变的磁化电流1i ,由安培环路定律可算得磁场强度H 为 L i N H 11=(7-2) 又因 111R U i = (7-3) 所以 111111)(U LR N R U L N H ⋅=⋅= (7-4) 由上式可知H ∝1U 加到示波器X 轴的电压1U 确能反映H 。
H −µB -H RR 1 U 1U 2 i 1 i 2 接示波器Y 轴输入 接示波器X 轴输入交变的H 样品中产生交变的磁感应强度B 。
假设被测样品的截面积是S ,穿过该截面的磁通φ=BS,由法拉第电磁感应定律可知,在副线圈中将产生感应电动势dt dB S N dt d N 22−=φ−=ε (7-5) 由图7-4副边的回路方程式c U R i +=ε2 (7-6) 式中2i 为副边电流,C U 为电容C 两端的电压。
设2i 向电容器C 充电,在Δt 时间内充电量为Q ,则此时电容两端的电压C U 表示如下:CQ U C = (7-7) 当我们选取足够的RC 时,使C U 小到与R i 2相比可略去不计时(7-6)式简化为 R i 2=ε (7-8)又因 dtdU C dt dQ i c ==(7-9) 所以(7-8)式变为 dtdU RC c =ε (7-10) 根据电磁感应定律 dtdB S N 2−=ε dt dB S N dt dU RC c 2−= (7-11) 将(7-11)式两边积分,经整理后可得到B 的数值为c U SN RC B 2= (7-12) (7-12)式表明电容器上的电压C U ∝B ,C U 确能反映B 。
故只要将1U ,C U 分别接到示波器的X 轴与Y 轴输入,则在荧光屏上扫描出来的图形就能如实地反映被测样品的磁滞回线。
依次改变1U (从零递增)值。
便可得到一组磁滞回线,各条磁滞回线顶点的连线便是基本磁化曲线。
本实验的任务之一是定出各顶点所代表的1U 和C U 值(即H 和B 值)。
画出基本磁化曲线。
〖实验仪器〗磁滞回线测量实验仪,J17型示波器,晶体管毫伏表。
1. 用示波法测量磁性材料的磁滞回线所采用的实验线路如图7-5所示图 7-5通过变压器将220V 交流电降为低压U ~,输出端与可调电阻0R 构成分压电路,调节0R 使输入到被测样品上的电压在0-max U 间连续变化。
图中虚线框内的变压器,电压调节可调电阻0R ,取样电阻R 1以及RC 积分电路等均已安装在磁滞回线测量实验仪内,并与面板上的接线柱相接,实验时,把实验仪与示波器连接即可开始实验,本实验采用 J17型示波器,为在示波器上展示合适的磁滞回线,可选择适当的取样电阻R 1,实验仪提供4种阻值的电阻,通过旋扭调节进行选择。
2.参数:50N 1= 匝 150N 2= 匝 m 106L 2−×= 26m 1080S −×= ΩK 10R = F 1010C 6−×=〖实验步骤〗1.将磁滞回线测量实验仪与示波器连接,打开实验仪和示波器电源开关,注意此时不要调动示波器的任何一处。
2.将实验仪电压调节旋钮调到中间某个位置,此时示波器将展示出一磁滞回线曲线。
3.节实验仪电压调节旋钮,观察示波器上磁滞回线的形状的大小随之改变的现象。
4.调节实验仪电压调节旋钮,使输入到试样上的电压达到最大值,此时示波器上的磁滞 回线形状为最大(即饱和磁滞回线),然后再调节实验仪电压调节旋钮,使输入到试样上的电压为最小值(0V ),此时,示波器上的磁滞回线形状仅为一个光点。
(此步骤的作用是使被测样品退磁)5.调节示波器的X ,Y 位移使光点呈现在坐标网格中心(以保证曲线的对称性)。
6.调节实验仪电压调节旋钮,逐渐增加输出电压幅度,确定磁滞回线顶点的坐标,并记录之。
注意:(1)输出电压幅度在0-max U 之间调节时,必须是单调增加。
(2)至少记录5个顶点的坐标。
C H m H m B m B − C H B − r Bb 3 47.测绘饱和磁滞回线上的特殊点坐标,并记录之。
图7-6 饱和磁滞回线特殊点坐标图8.示波器定标:为了定量研究磁化曲线和磁滞回线,必须对示波器进行定标.示波器具有比较信号,可根据示波器的使用方法,对示波器X 轴和Y 轴分别进行定标,校正X 轴和Y 轴上每格表示的电压值后即可进行测量。
设 X 轴灵敏度为X S (V /格),Y 轴的灵敏度为Y S (V /格)(上述X S 和Y S 均可从示波器的比较信号中读出),则:X S U X X ⋅=Y S U Y Y ⋅=式中X 、Y 分别为测量时记录的坐标值(单位:格)。
根据(7-4)式和(7-12)式H 和B 的定量计算公式为:() 11m A X S LR N H X ⋅=() T 2Y S SN RC B Y ⋅= 将示波器Y 对地短路,此时示波器上展示出一条水平线,测量其长度值X n ,并用毫伏表测量出X 对地的电压值X V ,由此得到()格V n V S X X X 22=。
同理,将示波器X 对地短路,此时示波器上展示出一条垂直线,测量其长度Y n ,并用毫伏表测出Y 对地的电压值Y V ,由此得到()格V n V S Y Y Y 22=。
9. 关掉实验仪和示波器的电源开关,整理好仪器,测量结束。
〖数据处理与分折〗1.将各磁滞回线顶点座标按(5)和(6)式换算成B 、H 值,描在坐标纸上,将各点联成光滑曲线,即为基本磁化曲线。
2. 将各特殊点座标(r B ±、C H ±、1b 、2b 、3b 、4b )及顶点a 按(5)和(6)式换算成B 、H 值,根据曲线对称性可在坐标纸上描出14个点,将各点联成光滑曲线,即为饱和磁滞回线。
在毫米方格纸上描出基本磁化曲线和饱和磁滞回线,并算出C H 、m H 、m B 和r B 值。
3.计算磁导率µ,作出µ-H 曲线。
〖预习思考题〗1.什么叫示波器的定标?本实验中是怎样对示波器进行定标的?定标的条件是什么?2.为什么测量时必须先进行退磁,如何进行?3.为什么磁化电流要单调增大或单调减小而不能时增时减?。