2010软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量解读
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北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验设计思想
为了得到和铁磁材料中的瞬时磁感应强度B成正 比的Uy值，采用电阻R2和电容C组成的积分电路。
线圈N1中交变磁场H在铁磁材料中产生交变的磁 感应强度B，因此在线圈N2中产生感应电动势，其大 小用公式（2）表示:
基本磁化曲线和磁滞回线
对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化， 可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点联接 起来，所得的曲线被称为基本磁化曲线。 B
B
Bs
Br c Hc b' a' Hm a
H
H
1
H
2
H
3
H
起始磁化 曲线
磁滞回 线
基本磁化 曲线 北方民族大学物理实验中心
Fundamental physics experiment
d d dB 2 N2 N2S dt dt dt
当 R 2
（2）
1 时， 2fC
I2
2
R2
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
电容C两端的电压：
Q 1 Uy C C
（2）代入（3）
1 I 2 dt CR2
AC
X－Y
AC
X－Y 屏幕上显示磁滞回线时，示波器各旋钮的状态 北方民族大学物理实验中心
实验设计思想
如果希望在示波器上显示出被测铁磁材料的磁 滞回线，必须使输入到示波器X偏转板上的电压Ux 与磁场强度H成正比，同时使输入到示波器y偏转板 上的电压Uy与铁磁材料中的磁感应强度B成正比 根据安培环路定律，磁场强度H的大小为：
N1i1 N1 H Ux l R1l
（1）
该式表明了在交变磁场下，任一时刻输入到示 波器上的电压降Ux与磁场强度H 成正比。
软磁材料磁滞回线 和基本磁化曲线的测量
北方民族大学物理实验中心
Fundamental physics experiment
铁磁物质是一种性能特异，用途广泛
的材料，包括铁、钴、镍及其众多合金以 及含铁的氧化物（铁氧体），在外磁场的 作用下，能被强烈磁化，磁导率很高并随 磁场变化，当外磁场撤掉以后，铁磁材料 仍具有一定的磁性，磁化规律复杂。
在坐标纸上做出基本磁化曲线和饱和磁
滞回线.
给出Hm 、Hc、Bs、Br的实验结果.
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验步骤
熟悉示波器各旋钮的作用，对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以进行测量。 auto X－Y
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
铁磁材料具有的这种保持原定磁化状态的性质称 为磁滞。研究铁磁材料的磁化规律，一般是通过 测量外磁场的磁场强度H与感应磁场强度B之间的 关系来进行的。
起始磁化曲线图
磁滞回线图
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
H
特点 剩余磁感应强度 大，矫顽力大，不容易 磁化，也不容易退磁， 磁滞回线宽，磁滞损耗 大。 应用 作永久磁铁，永 磁喇叭等。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
硬磁材料
矩磁材料
B
特点
磁滞回线呈矩 形状
O
H
应用 作计算机中的 记忆元件，磁化时极 性的反转构成了“0” 与“1”的物理载体。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验器材: GY-4隔离变压器
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验器材: CZ-2磁质回线装置
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
1、 B与H的关系
特点： 复杂的非线性曲线
以H为横坐标，B为纵坐标， 画出B随H的变化曲线，这条 曲线称为初始磁化曲线。 当H增大到某一值Hm后，B几 乎不再变化，这时铁磁材料 的磁化状态为磁饱和状态。 此时的磁感应强度Bs叫做饱 和磁感应强度。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
矩磁铁氧体材料
实验目的
了解有关铁磁性材料性质的知识； 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； 学习并体会物理实验方法中的转换测 量法； 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.
实验器材:
COS5020示波器
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验原理
隔离变压器 220V N1 i1 R1 Ux Y N2 示波器 Uy R2
i2
C
X
示波器显示B—H曲线的原理和线路
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
2
dt
（3）
N2 S Uy CR2
N2 S dB dt dt CR2
B
0
N2 S dB B （4Biblioteka Baidu CR2
该式表明示波器垂直偏转板上的电压，即 电容两端的电压Uy是正比例于磁感应强度B的。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验内容
起始磁化曲线图
2 磁滞现象
特点：铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
a
当铁磁质达到饱和后， 减小H，B沿图ab下降；
当H=0时B≠0，这说 明铁磁材料还残留一 定值的磁感应强度Br， 称为剩磁 若要使铁磁物质完全 退磁，即B=0，必须 加一个反方向磁场Hc， 称为矫顽力
Br b
c
-Hc -Br
d
f
e
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
软磁材料
B
特点 磁导率大，矫顽 力小，容易磁化，也容 易退磁，磁滞回线包围 面积小，磁滞损耗小。 O
H
应用 硅钢片，作变压 器、电机、电磁铁的铁 芯，铁氧体(非金属)作 高频线圈的磁芯材料。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
软磁材料
硬磁材料
B
O
实验设计思想
为了得到和铁磁材料中的瞬时磁感应强度B成正 比的Uy值，采用电阻R2和电容C组成的积分电路。
线圈N1中交变磁场H在铁磁材料中产生交变的磁 感应强度B，因此在线圈N2中产生感应电动势，其大 小用公式（2）表示:
基本磁化曲线和磁滞回线
对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化， 可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点联接 起来，所得的曲线被称为基本磁化曲线。 B
B
Bs
Br c Hc b' a' Hm a
H
H
1
H
2
H
3
H
起始磁化 曲线
磁滞回 线
基本磁化 曲线 北方民族大学物理实验中心
Fundamental physics experiment
d d dB 2 N2 N2S dt dt dt
当 R 2
（2）
1 时， 2fC
I2
2
R2
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电容C两端的电压：
Q 1 Uy C C
（2）代入（3）
1 I 2 dt CR2
AC
X－Y
AC
X－Y 屏幕上显示磁滞回线时，示波器各旋钮的状态 北方民族大学物理实验中心
实验设计思想
如果希望在示波器上显示出被测铁磁材料的磁 滞回线，必须使输入到示波器X偏转板上的电压Ux 与磁场强度H成正比，同时使输入到示波器y偏转板 上的电压Uy与铁磁材料中的磁感应强度B成正比 根据安培环路定律，磁场强度H的大小为：
N1i1 N1 H Ux l R1l
（1）
该式表明了在交变磁场下，任一时刻输入到示 波器上的电压降Ux与磁场强度H 成正比。
软磁材料磁滞回线 和基本磁化曲线的测量
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Fundamental physics experiment
铁磁物质是一种性能特异，用途广泛
的材料，包括铁、钴、镍及其众多合金以 及含铁的氧化物（铁氧体），在外磁场的 作用下，能被强烈磁化，磁导率很高并随 磁场变化，当外磁场撤掉以后，铁磁材料 仍具有一定的磁性，磁化规律复杂。
在坐标纸上做出基本磁化曲线和饱和磁
滞回线.
给出Hm 、Hc、Bs、Br的实验结果.
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验步骤
熟悉示波器各旋钮的作用，对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以进行测量。 auto X－Y
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
铁磁材料具有的这种保持原定磁化状态的性质称 为磁滞。研究铁磁材料的磁化规律，一般是通过 测量外磁场的磁场强度H与感应磁场强度B之间的 关系来进行的。
起始磁化曲线图
磁滞回线图
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
H
特点 剩余磁感应强度 大，矫顽力大，不容易 磁化，也不容易退磁， 磁滞回线宽，磁滞损耗 大。 应用 作永久磁铁，永 磁喇叭等。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
硬磁材料
矩磁材料
B
特点
磁滞回线呈矩 形状
O
H
应用 作计算机中的 记忆元件，磁化时极 性的反转构成了“0” 与“1”的物理载体。
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实验器材: GY-4隔离变压器
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实验器材: CZ-2磁质回线装置
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1、 B与H的关系
特点： 复杂的非线性曲线
以H为横坐标，B为纵坐标， 画出B随H的变化曲线，这条 曲线称为初始磁化曲线。 当H增大到某一值Hm后，B几 乎不再变化，这时铁磁材料 的磁化状态为磁饱和状态。 此时的磁感应强度Bs叫做饱 和磁感应强度。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
矩磁铁氧体材料
实验目的
了解有关铁磁性材料性质的知识； 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； 学习并体会物理实验方法中的转换测 量法； 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.
实验器材:
COS5020示波器
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验原理
隔离变压器 220V N1 i1 R1 Ux Y N2 示波器 Uy R2
i2
C
X
示波器显示B—H曲线的原理和线路
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
2
dt
（3）
N2 S Uy CR2
N2 S dB dt dt CR2
B
0
N2 S dB B （4Biblioteka Baidu CR2
该式表明示波器垂直偏转板上的电压，即 电容两端的电压Uy是正比例于磁感应强度B的。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验内容
起始磁化曲线图
2 磁滞现象
特点：铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
a
当铁磁质达到饱和后， 减小H，B沿图ab下降；
当H=0时B≠0，这说 明铁磁材料还残留一 定值的磁感应强度Br， 称为剩磁 若要使铁磁物质完全 退磁，即B=0，必须 加一个反方向磁场Hc， 称为矫顽力
Br b
c
-Hc -Br
d
f
e
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
软磁材料
B
特点 磁导率大，矫顽 力小，容易磁化，也容 易退磁，磁滞回线包围 面积小，磁滞损耗小。 O
H
应用 硅钢片，作变压 器、电机、电磁铁的铁 芯，铁氧体(非金属)作 高频线圈的磁芯材料。
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
软磁材料
硬磁材料
B
O