磁化曲线
电流互感器磁化曲线
电流互感器磁化曲线是描述电流互感器在磁场作用下，磁化强度与电流之间的关系的一条曲线。
它反映了电流互感器的磁性能和励磁特性。
电流互感器（Current Transformer，简称CT）是一种基于电磁感应原理的测量设备，用于将一次侧的大电流转换为二次侧的小电流。
在工作过程中，电流互感器的磁化曲线具有重要意义。
磁化曲线的主要特点如下：
1. 曲线在原点附近较陡：当电流较小的时候，电压较高，磁化强度随电流的增大而迅速增加。
2. 曲线在横轴末段（饱和区）变得较平直：当电流增大到一定程度，铁芯开始饱和，磁化强度不再随电流的增大而明显增加，此时电压不再随电流的增大而升高。
3. 拐点：电流互感器磁化曲线有两个拐点，分别对应着铁芯的磁化强度达到最大值和二次侧电压达到最大值。
4. 精度等级：电流互感器按照精度等级分为0.1S、0.2S、
0.5S等，精度等级越高，磁化曲线越接近理想状态。
总之，电流互感器磁化曲线是描述电流互感器在正常工作时，磁化强度与电流之间关系的曲线，它对于理解和评估电流互感器的性能具有重要意义。
基本磁化曲线和起始磁化曲线的区别
基本磁化曲线和起始磁化曲线的区别磁化曲线是描述磁矩随外加磁场大小和方向变化规律的一种曲线。
通常情况下，我们常常会涉及到两种类型的磁化曲线，分别是基本磁化曲线和起始磁化曲线。
两者在物理表现上存在一定区别，下面就来详细解析这两种曲线的异同。
一、基本磁化曲线基本磁化曲线，也称为非矫顽磁化曲线，它是描述不含交变磁场的情况下材料磁矩随外磁场变化的曲线。
在基本磁化曲线中，我们可以发现磁矩随外磁场的增强而逐渐增加，直至达到饱和状态。
而当外磁场逐渐减弱时，磁矩也便随之减小。
在基本磁化曲线中，磁矩的强度和外磁场的强度是成正比例关系的，即磁矩和磁场满足线性关系。
同时，基本磁化曲线也反映了材料的主要磁学性质——磁导率。
在实际应用中，基本磁化曲线有着广泛的应用，例如可以应用在各种磁性材料的性能分析、磁性材料的筛选、电力仪表的磁强制动以及绝缘材料磁敏特性等领域。
二、起始磁化曲线起始磁化曲线，也称为矫顽磁化曲线，它是描述含有交变磁场的情况下材料磁矩随外磁场变化的曲线。
这种曲线也是材料磁学性能的表现形式之一。
和基本磁化曲线不同，在起始磁化曲线中，我们可以看到材料的磁化不再是线性的，而是随外磁场强度的增加而逐渐增加，最终趋向于一个饱和值。
当磁场强度减小时，材料的磁矩会先从饱和状态迅速降至一个临界值后趋近于零。
相比于基本磁化曲线，起始磁化曲线的构成要更加复杂，其中包含了很多因素的综合作用。
我们需要考虑到交变磁场的频率和强度、材料剩磁的大小，以及外磁场的大小和方向等等。
同时，起始磁化曲线对于磁芯材料的质量和选型也有着重要的指导意义。
一些高性能的磁芯材料，其起始磁化曲线呈现出一些特殊的形态，例如在进入饱和状态之前先存在一个逆磁化区域，这种现象对于磁芯材料的应用有着极其重要的意义。
总结通过以上的介绍，我们可以看到基本磁化曲线和起始磁化曲线在磁学性质、特征、规律等方面有着不同的表现形式。
而两种曲线的研究和应用则在很大程度上推动了磁学技术的发展和应用。
磁化曲线
H1
h
定 理
1
l r1
B 0 r H
B1t B2t r1 r 2
r2 2 H 2
在均匀磁介质的分界面处磁感应强度 矢量的切向分量不连续。
B1t tg1 B1n
B2 t tg 2 B2 n
B1
1
r1
r2 2 B 2
r
B, r
B~H
o H
结果一
铁磁质的 r不一定是个常数， 它是 H 的函数
r ~ H
H
磁滞回线--不可逆过程 起始磁化曲线；
结果二 饱和磁感应强度 BS
B
Br
BS Hc H
Hc
剩磁 Br 矫顽力 H c
B的变化落后于H，从而具有剩磁，即磁滞效应
每个 H 对应不同的 B 与磁化的历史有关。
h
r1
r 2 2 B 2
根据高斯定理
r 为一级无穷小
为二级无穷小 h B dS B1 cos 1dS B2 cos 2 dS B侧面 2rh 0
S
B dS B1 cos 1dS B2 cos 2 dS B侧面 2rh 0
* 作永久磁铁的硬磁材料
钨钢，碳钢，铝镍钴合金 矫顽力(Hc)大（>102A/m)，剩磁Br大 磁滞回线的面积大，损耗大。
HC
B H
HC
还用于磁电式电表中的永磁铁。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。
* 作存储元件的矩磁材料
锰镁铁氧体，锂锰铁氧体 Br=BS ，Hc不大，磁滞回线是 矩形。用于记忆元件，当+脉冲
目录
H、B 的法向分量 H、B 的切向分量
基本磁化曲线
基本磁化曲线
磁化曲线是表示磁场强度和磁化强度之间关系的图形。
在理想条件下，磁化强度与磁场强度呈线性关系，称为基本磁化曲线。
基本磁化曲线包括剩磁曲线和磁化曲线两部分。
剩磁曲线是指当磁场强度为零时，磁材料中仍存在的磁化强度。
此时磁材料成为永磁材料。
一般来说，剩磁强度越大，永磁材料的性能越好。
剩磁曲线的斜率代表饱和磁化强度，即当磁场强度足够大时，材料的磁化强度将不再增加。
磁化曲线是指磁化强度随磁场强度变化的曲线。
在基本磁化曲线中，当磁场强度增加时，磁化强度随之增加并逐渐趋于饱和磁化强度。
随着磁场强度继续增加，磁化强度不再增加，这时达到磁材料的饱和磁化强度。
除了基本磁化曲线，还存在不同种类的磁性材料，它们的磁化曲线可能具有不同的形状。
例如，霍尔效应材料的磁化曲线呈斜率不变的直线，而铁磁材料的磁化曲线呈现出饱和曲线。
磁化曲线的形状和斜率直接影响磁材料的性能。
例如，当磁化曲线斜率很小时，意味着材料难以被磁化，这时材料的饱和磁化强度较小。
相反，当磁化曲线斜率较大时，材料易于被磁化，这时饱和磁化强度较大。
因此，一些磁性材料的磁化曲线设计得越陡峭，其性能越好。
总之，基本磁化曲线是表示磁材料磁化强度和磁场强度之间关系的重要工具。
磁化曲线的形状和斜率直接影响磁材料的性能，因此选择合适的磁化曲线对于磁性材料的设计和制造至关重要。
不同材料的m-h曲线
不同材料的m-h曲线
m-h曲线，即磁化曲线，表示了材料在磁场强度H变化时，磁化强度M或磁感应强度B如何随之变化。
不同的材料由于其独特的磁学性质，会有不同的磁化曲线。
一般来说，磁化曲线是非线性的，具有两个显著的特点：磁饱和现象和磁滞现象。
当磁场强度H足够大时，磁化强度M会达到一个饱和值Ms，即使继续增大H，Ms也不会再发生变化。
另外，当材料的M值达到饱和后，如果外磁场H突然降低为零，M并不会立刻恢复为零，而是会沿着MsMr曲线变化。
不同材料的m-h曲线会有所不同，这是因为它们的磁学性质不同。
例如，一些软磁材料如纯铁和低碳钢的磁化曲线较为平滑，而硬磁材料如钕铁硼的磁化曲线则表现出明显的磁滞和回线。
这些差异使得不同材料适用于不同的应用场景。
例如，软磁材料适合用于制造变压器和电机等需要平滑磁化的场合，而硬磁材料则适合用于制造永磁体和磁力吸盘等需要高剩磁和高矫顽力的场合。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询材料学专家。
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。
磁化曲线的测量方法及原理
磁化曲线的测量方法及原理
磁化曲线测量是一种常见的磁性材料特性测试方法，用于了解材料对外加磁场的响应。
其原理基于磁场对材料磁化强度的影响，借助特定的测量设备和方法，可以得到材料的磁化曲线。
磁化曲线测量通常使用霍尔效应传感器或磁电阻传感器来检测磁场强度，然后通过测量磁场与材料单位体积内的磁矩之间的关系，来获得材料的磁化曲线。
下面介绍几种常见的测量方法和原理：
1. 恒定磁场法：这种方法通过在恒定磁场下测量材料的磁场强度，然后计算磁感应强度和磁化强度之间的关系。
在测量过程中，通过改变磁场的大小和方向，可以得到不同条件下的磁化曲线。
2. 恒定磁化力法：这种方法通过施加恒定磁场的同时测量施加在材料上的磁化力，然后计算磁感应强度和磁化强度之间的关系。
通过改变施加的磁场强度和方向，可以得到不同条件下的磁化曲线。
3. 振荡法：这种方法使用交变磁场作用在材料上，测量磁化的振荡响应。
通过在不同频率下测量磁场强度和磁感应强度之间的相位差和幅度变化，可以得到磁化曲线。
4. 磁滞回线法：这种方法通过在不同磁场条件下测量材料的磁感应强度变化，
来绘制出磁滞回线。
通过分析磁滞回线的形状和特点，可以了解材料的磁化特性。
测量磁化曲线的目的是了解材料的磁性能，包括磁化强度、磁导率、磁滞损耗等。
这些参数对于材料的应用具有重要意义，例如在电机、传感器、磁存储器等领域。
通过磁化曲线测量，可以帮助研究人员选择合适的材料，设计和优化相关设备和系统的性能。
磁性材料的磁化曲线
一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数•饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列；•剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs；•矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）；•磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关；•初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp；•居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度；•损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r；•在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米）3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换•设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料；•合理确定磁芯的几何形状及尺寸；•根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
材料:B H,m磁芯(S,l):f～F器件(N):U～I,LI ～H: H = IN/l磁势F =ò Hdl=HlNf = ò UdtL～m:L＝AL N2 =4N2m SK /D′10-9U ～B:U = Ndf/dt = kfNBS ′10-6二、常用软磁磁芯的特点及应用(一).粉芯类1.磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。
初始磁化曲线
初始磁化曲线什么是磁化曲线磁化曲线是描述磁性材料在外磁场作用下磁化行为的一条曲线。
它能够反映磁化过程中磁场与磁化强度的关系。
磁化过程的基本概念在研究磁化曲线之前，我们需要了解一些磁化过程的基本概念：1.磁滞回线：当外磁场的大小从0逐渐增大再减小到0时，磁化强度随之增大再减小形成的一条闭环曲线。
2.饱和磁化：当外磁场达到一定大小后，磁化强度不再随之增大而趋于饱和，此时的磁化强度称为饱和磁化。
3.剩余磁化：当外磁场减小到0后，磁化材料中仍然存在一定的磁化强度，称为剩余磁化。
磁化曲线的基本特点磁化曲线一般分为顺磁性材料、铁磁性材料和抗磁性材料三种类型，它们的磁化曲线特点各不相同。
顺磁性材料的磁化曲线顺磁性材料的磁化曲线呈现出线性关系。
在外磁场作用下，磁化强度随着磁场的增大而增大，而在磁场减小时，磁化强度也随之减小。
顺磁性材料的磁化曲线无磁滞回线，没有饱和磁化和剩余磁化。
铁磁性材料的磁化曲线铁磁性材料的磁化曲线呈现出非线性关系。
在外磁场作用下，磁化强度随着磁场的增大而增大，但当外磁场达到一定大小后，磁化强度趋于饱和，不再随之增大。
铁磁性材料的磁化曲线存在磁滞回线，当外磁场逐渐增大再减小时，磁化强度也随之增大再减小。
而且在外磁场减小到0时，铁磁性材料存在一定的剩余磁化。
抗磁性材料的磁化曲线抗磁性材料的磁化曲线呈现出线性关系，但是与顺磁性材料不同的是，抗磁性材料的磁化强度与外磁场方向相反。
在外磁场作用下，磁化强度随着磁场的增大而减小，而在磁场减小时，磁化强度也随之增大。
抗磁性材料的磁化曲线无磁滞回线，没有饱和磁化和剩余磁化。
磁化曲线的应用磁化曲线可以广泛应用于材料科学、电子工程、磁学等领域。
1.材料科学：通过研究不同类型材料的磁化曲线，可以了解材料的磁性质，并对材料进行分类和应用。
例如，顺磁性材料常用于磁记录材料、磁医学等领域；铁磁性材料常用于电力变压器、电动机等领域。
2.电子工程：了解磁化曲线可以帮助设计和优化电磁元件，如电暖器、电磁阀等。
磁化曲线的测量方法与结果分析
磁化曲线的测量方法与结果分析磁化曲线是研究材料磁性特性的重要手段之一。
通过测量磁场与磁化强度之间的关系，可以获取材料的磁化曲线，进而研究材料的磁性行为。
本文将介绍磁化曲线的测量方法以及对测量结果的分析。
一、磁化曲线的测量方法1. 实验仪器准备在进行磁化曲线的测量前，需要准备一些实验仪器。
主要包括磁场强度计、电流源、磁感强度计等。
2. 测量步骤（1）在实验室条件下，安装好所需仪器，并确保其工作正常。
（2）将待测材料置于磁感强度计的探头位置。
（3）调节磁场强度计和电流源，使得磁场强度和电流满足实验需求。
（4）开始测量，通过改变磁场强度和电流大小，记录对应的磁感应强度。
（5）不断重复步骤4，直至测量得到完整的磁化曲线数据。
3. 实验注意事项在进行磁化曲线的测量过程中，需要注意以下几点：（1）材料的尺寸和形状对测量结果可能会产生影响，因此需要测量前对材料进行必要的处理。
（2）在改变磁场强度和电流时，要逐渐增减，避免突变引起测量误差。
（3）在实验进行中，需要保持稳定的温度，因为温度的变化也会对材料的磁性产生影响。
（4）每组测量数据需进行多次重复以提高结果的准确性。
二、磁化曲线结果的分析1. 基本形态分析磁化曲线的形态可以分为多种类型，如S型、N型、平直型等。
通过观察磁化曲线的形态特征，可以初步判断材料的磁性行为。
2. 磁化强度与磁场强度的关系磁化曲线上的每一个点都表示在给定磁场强度下的磁化强度。
通过研究磁化曲线的斜率和曲率，可以了解到磁化强度和磁场强度之间的关系。
例如，当磁化曲线的斜率逐渐减小，可以说明磁场对磁化强度的影响逐渐减弱。
3. 磁滞回线的分析在磁化曲线中，如果曲线的一部分呈现出封闭的环状，则称为磁滞回线。
磁滞回线是材料磁化和退磁过程的重要特征之一。
通过研究磁滞回线的形态和面积，可以进一步了解材料的磁性特性，如饱和磁化强度、剩余磁感应强度等。
4. 磁导率及磁阻的计算根据磁化曲线的测量结果，可以进一步计算出磁导率和磁阻等参数。
磁化曲线的名词解释
磁化曲线的名词解释磁化曲线是一种描述物质磁化行为的曲线，它表示了物质在外加磁场作用下的磁化程度与磁场强度之间的关系。
磁化曲线是磁性材料重要的性能参数之一，具有广泛的应用价值。
磁化曲线的形状特征由磁性材料的磁化机制和物理性质决定，是研究磁性材料的基础。
通过对磁化曲线的分析，可以得到磁性材料的各种磁性参数，如磁化饱和强度、剩余磁感应强度和矫顽力等。
这些参数对于磁性材料的应用和性能评价至关重要。
磁化曲线一般呈现出S型，其具体形状根据材料的不同而异。
在低外加磁场强度下，磁化曲线一开始是一个线性段，表示材料的磁化度很小，磁感应强度与外加磁场强度呈线性关系。
随着外加磁场的进一步增强，磁化曲线逐渐弯曲，进入非线性段。
此时，磁化度不断增大，材料的磁感应强度先迅速增加，后趋于平缓，直至趋于饱和。
磁化曲线的饱和段是指磁感应强度达到最大值的区域。
在该区域内，材料已经达到了最大的磁化度，进一步增加外加磁场也无法使其增加更多的磁化度。
这种饱和现象与磁性材料内部的磁畴结构有关。
在饱和段后的高磁场区域，材料的磁感应强度有可能略微减小，这是因为材料中的磁畴结构受到破坏，导致部分磁化度的损失。
磁化曲线还可以通过其形状来区分不同类型的磁性材料。
常见的磁性材料有铁、镍、钴等。
例如，铁磁材料的磁化曲线呈现出典型的S型，剩余磁感应强度较大，适合用于制作永磁体；而顺磁材料的磁化曲线为直线，不具备剩余磁场，适合用于磁化探测和磁共振成像等应用。
磁化曲线的解释不仅涉及到物理学原理，还与材料科学和工程密切相关。
磁化曲线可以提供磁性材料的磁化特性及其应用方向的指导。
例如，在磁记录领域，磁化曲线被广泛用于设计和评估磁存储材料的性能，提高磁读写的稳定性和可靠性。
此外，在电动机、发电机、变压器等能源转化和传输设备中，磁化曲线也为磁性材料的选材和设计提供了依据。
总之，磁化曲线是一种重要的磁性材料性能参数，能够直观地反映物质在外加磁场作用下的磁化行为。
通过对磁化曲线的分析，我们可以获得磁性材料的各种磁性参数，并为磁性材料的应用和性能提供科学依据。
磁化曲线课件
磁化实验与磁化曲线
第五章 电与磁
硅钢片、铸钢、铸铁的磁化曲线
第五章 电与磁
B 在铁磁材料磁化过程中，磁导率 H
是变化的，不是常数。只有在曲线的线性段， 磁导率才可认为是一个常数。
第五章 电与磁
三、磁滞回线
磁滞回线——铁磁材料被反复磁化，形成
的闭合曲线。
磁滞——铁磁材料在反复磁化过程中，B的
第五章 电与磁
4．通常铁磁材料可分为三大类：
（1）软磁材料。硅钢片常用来制做电机等电器
的铁心。坡莫合金适合于做灵敏继电器等设备的铁心。 软磁铁氧体适合于制作高频磁路中的磁心。 （2）硬磁材料。主要用来制做各式永久磁铁等。 （3）矩磁材料。主要用来做化总是滞后于H的变化，这一现象称为磁滞。
第五章 电与磁
磁滞回线
第五章 电与磁
四、铁磁材料的磁性能
（1）能被磁体吸引。 （2）能被磁化，并且有剩磁和磁滞损耗。 （3）磁导率μ不是常数，每种铁磁材料都
有一个最大值。 （4）磁感应强度B有一个饱和值Bm。
第五章 电与磁
五、铁磁材料的分类及其应用
1.软磁材料：剩磁和矫顽力均很小的铁磁材料。 特点：易磁化，易去磁，磁滞回线窄，磁滞损耗小。
第五章 电与磁
§5-4
学习目标
铁磁材料
1．了解铁磁材料的磁化。 2．了解磁化曲线和磁滞回线。 3．掌握铁磁材料的性质和分类方法。
4．掌握铁磁材料的应用。
第五章 电与磁
一、铁磁材料的磁化
使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称
为磁化。
第五章 电与磁
二、磁化曲线
B随H变化的过程可用曲线来表示，称为磁
化曲线。
铁 磁 材 料
2.硬磁材料：剩磁和矫顽力均很大的铁磁材料。 特点：不易磁化，也不易失磁，磁滞回线很宽。 3.矩磁材料：磁滞回线接近矩形的磁性材料 。 特点：在很小的外磁场作用下就能磁化，一经磁化 便达到饱和值，去掉外磁后，磁性仍能保持 在饱和值。
磁化曲线
磁性材料的磁化曲线
非磁性材料磁性材料--
1 的物质（顺磁质、抗磁质） r
1的物质（Fe、Co、Ni及其 r
合金如硅钢片、坡莫合金、赫斯勒合金等）
直线段（b点称为膝点）
bc段
饱和段
起始磁化曲线： B
d
BH 关系是非线性的
定义：
静态磁导率
H B tg 1
H
动态磁导率
H
d
dB dH
tg
1
H
Bc
i
Br
b
j
在交变电流（H）作用 下的BH曲线
d
ag H
Hc e
o f
Hc
o
H
b
cHm
d
a 首次磁化曲线
H
B
0Hm Hm0 0-Hc
0Bm BmBr（剩磁）
铁 1043K
钴 1400K
镍 637K
综上所述：磁性材料特点：
1）B、H具有非线性关系，
数值都很大。 r. m
2）有剩磁，去磁要有矫顽力Hc
3）具有使铁磁质性质消失的“居里点”。
三）磁畴学说 1）铁磁质的磁畴结构
铁磁质是由一些自发磁化的区域--磁畴构成
多
单
晶
晶
体
体
体积：10-6cm 含铁原子数：1017---1021个
Br
Bm
B
Br
Hc o
H
Hc
Bm B
Br
Hc
H
B
+Bmax
磁化曲线
3. 1 磁学基础－物质的磁性
（五）磁致伸缩 磁性材料磁化过程中发生沿磁化方向伸长(或缩 短)，在垂直磁化方向上缩短(或伸长)的现象，叫 做磁致伸缩。它是一种可逆的弹性变形。材料磁致 伸缩的相对大小用磁致伸缩系数λ表示，即 ：
λ=Δl/l 式中， Δl和l分别表示磁场方向的绝对伸长与原 长。在发生缩短的情况下，l为负值，因而λ 也为 负值。当磁场强度足够高，磁致伸缩趋于稳定时， 磁致伸缩系数λ 称为饱和磁致伸缩系数，用λ s表 示。 对于3d金属及合金:λ s约为 10-5—10-6。
3. 1 磁学基础－磁化过程与技术
磁参量
(一) 磁畴结构
在铁磁性材料中，原子磁矩平 行排列，以使交换作用能最低 。但大量原子磁矩的平行排列 增大了体系的退磁能，因而使 一定区域内的原子磁矩取反平 行排列，出现了两个取向相反 的自发磁化区域，降低退磁能 ，直至形成封闭畴。每一个磁 矩取向一致的自发磁化区域就 叫做一个磁畴。
畴
磁畴壁
行，两个畴的磁化方向 相差180
壁
奈耳（Neel） 磁畴壁
畴壁内原子磁矩的旋转 平面与两磁畴的磁矩在 同一平面平行于界面
3. 1 磁学基础－磁化过程与技术
磁参量
布洛赫
奈尔壁
3. 1 磁学基础－磁化过程与技术
磁参量
（二）磁畴移动与磁化过程
磁化过程：磁性材料在外磁场作用下由宏观的无磁状 态转变为有磁状态的过程。磁化是通过磁畴的运动来 实现。
磁参量
畴壁的移动
3. 1 磁学基础－磁化过程与技术
磁参量
（三）磁化曲线 磁化过程四阶段：
（1） M随H呈线性地缓慢增
长，可逆畴壁移动过程。
（2） M随H急剧增长，不可
磁化曲线概要
B H曲线
N
B H曲线
P
O
H
O
M
H
金属材料检测技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
二、磁特性曲线
1.磁特性曲线是表征铁磁性材料磁特性的曲线，用以表 示外加磁场强度H 与磁感应强度B 的变化关系。 2.磁特性曲线的实验装置
磁特性曲线测量示意图
金属材料检测技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
Hm
材料被强烈磁化。m点称为B－H曲线 的拐点，此处斜率最大。B－H曲线的
Hm
H
斜率就是μ 值。
铁磁性材料的磁化曲线
金属材料检测技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
铁磁性材料磁特性曲线分为五个区域: “Oa”段：初始磁化区； “ab”段：剧烈磁化区； “bQ”段：旋转磁化区； “Qm”段：近饱和区；
金属材料检测技术
将铁磁性材料做成环形样品，绕上一定匝数的线圈。 线圈经过换向开关S 和可变电阻R 接到直流电源上，通过 测量线圈中的电流I，可计算出材料内部的磁场强度H。 用磁通计测量穿过环形样品横截面的磁通量Φ，通过 公式B= Φ/A计算出磁感应强度B值，从而可得到该材料的 B－H曲线，即磁化曲线。
磁特性曲线测量示意图
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
金属材料检测技术课程
磁化曲线
主讲教师：李来军 兰州石化职业技术学院
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
目 录
1
磁化曲线
2
磁特性曲线
金属材料检测技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
一、磁化曲线
顺磁质的磁化曲线 铁磁质的磁化曲线
B
铁磁材料的磁化曲线
铁磁材料的磁化曲线
铁磁材料的磁化曲线是描述铁磁材料磁化特性的一种曲线。
它反映了磁场强度对铁磁材料磁化强度的影响。
铁磁材料的磁化曲线一般呈现出“S”形状，也称为“磁滞环”。
磁滞环的左端对应着铁磁材料没有磁化的状态（磁场强度为0时），沿着曲线向右移动，磁场强度逐渐增大，铁磁材料开始磁化，磁化强度逐渐增加。
当磁场强度达到一定程度时，铁磁材料已经达到饱和磁化强度。
随着磁场强度进一步增大，铁磁材料的磁化强度不再增加，保持在饱和磁化强度不变，直到磁场强度减小到0，磁化强度才开始减小。
当从右端开始沿着磁滞环向左移动时，铁磁材料的磁化强度不会立即降为0，而是经过一段时间的减小，直到磁场强度为0时，铁磁材料的磁化强度才归零。
这表明铁磁材料具有一定的剩磁效应，即在去除磁场的情况下，材料仍然保持一定的磁化强度。
磁滞环的形状和大小取决于铁磁材料的性能和物理结构，并受到外部条件的影响。
磁滞环的面积代表着铁磁材料的磁滞损耗，越大代表铁磁材料的损耗越大。
因此，在应用过程中需要考虑铁磁材料的磁滞损耗问题。
交流磁化曲线与直流磁化曲线的区别
交流磁化曲线与直流磁化曲线的区别
交流磁化曲线和直流磁化曲线是描述材料在不同磁场下的磁性行为的两种不同类型的磁化曲线。
它们之间的主要区别在于所用的磁场类型以及材料对这些磁场类型的响应。
1.磁场类型：
•直流磁化曲线（DC Magnetic Hysteresis Curve）：直流磁化曲线是通过在材料上施加稳定的直流（DC）磁场，并测
量材料的磁化行为。
在这种情况下，磁场方向和大小是稳
定的，磁化曲线描述了材料的磁性特性，包括剩余磁化、
矫顽力、饱和磁化等参数。
•交流磁化曲线（AC Magnetic Susceptibility Curve）：交流磁化曲线是通过在材料上施加交流（AC）磁场，并测量
材料对交流磁场的响应。
在这种情况下，磁场的方向和大
小随时间变化，磁化曲线描述了材料对不断变化的磁场的
响应。
2.测量条件：
•直流磁化曲线通常在室温下（或其他特定温度条件下）测量，通过改变外加的直流磁场大小和方向，以绘制材料的
磁化曲线。
•交流磁化曲线通常在特定频率的交流磁场下测量，这可以提供有关材料对不同频率的磁场的响应的信息。
3.信息内容：
•直流磁化曲线提供了材料在不同磁场下的饱和磁化、矫顽力、剩余磁化等静态磁性特性的信息。
•交流磁化曲线提供了有关材料对交流磁场的动态响应和磁化损耗的信息，这对于一些应用，如变压器和电感器的
设计，具有重要意义。
总之，交流磁化曲线和直流磁化曲线都用于研究材料的磁性特性，但它们针对不同类型的磁场和响应进行测量，提供不同类型的信息。
在实际应用中，根据需要选择合适的磁化曲线进行分析。
磁化曲线常识
Br
Hc
Bs
uI H
电路部分
磁路部分
φ
H 磁场强度 B磁感应强度 Bs饱和磁感应强度 Br剩磁 Hc矫顽力 μ导磁率
H=NI/Le Le有效磁路长度 B＝μH μ导磁率 Φ=BAe
软磁材料反复磁化一周 所构成的曲线称为磁滞 回线。
磁滞回线中B的变化总 是落后于H的变化说明 铁磁材料具有磁滞性；
磁滞回线中H为 零时B并不为零 的现象说明铁 磁材料具有剩 磁性。
磁饱和性： B不会随H的增强而无限增强，H增大到 一定值时，B不能继续增强。
磁滞性和剩磁性 磁芯线圈中通过交变电流时，H的大 小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化的过 程中，B的变化总是滞后于H的变化，这种现象称为磁 滞性；当H减为零时B并不为零。
B
bc段是磁化曲线的膝部
c
b
C点以后是饱和段
ab段是上升段
a H
0 起始磁化曲线
起始磁化 曲线反映 了什么？
oa段是线性段
起始磁化曲线的ab段反映了铁磁材料的 高导磁性；c点以后说明铁磁材料具有 磁饱和性。
高导磁性 磁导率可达102~104，由软磁材料组成的 磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较 大的磁通。
理想磁化曲线
理想磁化曲线
理想磁化曲线在磁性材料的研究和应用中具有重要的意义。通过研究磁化曲线，可以了解 材料的磁性质和磁化机制，并且可以用于设计和优化磁性材料的性能。此外，磁化曲线还可 以用于磁性材料的检测和测量，如磁滞回线的测量可用于确定材料的饱和磁化强度和矫顽力 等参数。
理想磁化线
理想磁化曲线是指在完全饱和和完全磁化之间的关系曲线。在理想磁化曲线中，磁场强度 与磁化强度之间存在线性关系。当磁场强度增加时，磁化强度也随之增加，直到达到饱和磁 化强度。当磁场强度减小时，磁化强度也随之减小，直到达到零磁化强度。
理想磁化曲线通常用于描述理想的磁性材料，如理想铁磁材料。在实际的磁性材料中，磁 化曲线可能会受到多种因素的影响，如磁畴结构、晶格缺陷、温度等。因此，实际的磁化曲 线可能会呈现出非线性的形态，并且在饱和磁化强度处可能存在饱和效应。
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Hm
b
c
d
单位体积 磁滞损耗
e
f
g j
t
wm
HdB
L
B
磁带去磁原理：
i
t
磁头
o
H i
H
H
t
o H
NSNSNSNSNSSNNSNSNSNSNSNSSNSNSNSNSNS
H t
t
四）磁性材料的分类 1）按矫顽磁力分：
软磁性材料--Br小Hc小磁滞回线细长，适用 制造电机、变压器等。
硬磁性材料--Br大Hc大磁滞回线“肥胖”，适 用制造永久磁铁、磁电式仪表等。
B
tg
H
B
H
2）铁磁性材料的磁化曲线
实验电路： A
R
铁磁质
磁 通 计
起始磁化曲线：
BB
cc
bb
aa O
Oa段 H B,
起始段（a点称为跗点）
HH
ab 段 H B
直线段（b点称为膝点）
bc段
饱和段
起始磁化曲线： B
d
BH 关系是非线性的
定义：
静态磁导率
H B tg 1
H
动态磁导率
t
HcHm
0Bj
（剩磁）
b 反复十多次磁化后的磁化曲线--“磁滞回线”
Bc
b
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱBr
j
d
gH
o
Hc
Hc
f e
o
物质
居里点
二）温度对铁磁质的影响
存在居里点--使铁磁质变为 顺磁质的温度。
铁 1043K
钴 1400K
镍 637K
综上所述：磁性材料特点：
1）B、H具有非线性关系，
数值都很大。 r. m
磁滞 现象是由于掺杂和内应力等的作用，当撤掉外磁场时磁畴的畴壁很难恢复到 原来的形状，而表现出来。
Bc
i
Br
b
j
d ag
H
o
eHc
Hc
f
o
H
Hm
b
c
d
e
f
g j
t
H H
oa 段 畴壁扩充
ab段 磁畴吞并
H H
bi 段
Bc
i
Br
b
j
d ag
H
o
eHc
Hc
f
o
H
剩磁
矫顽力
敲打和加热可以去磁。
磁滞损耗
畴壁--两个磁畴之间的过度部分--“布洛赫壁” 厚度在10-6cm左右。
磁畴在外磁场作用下的两种变化 1）畴壁扩充
2）磁畴转向 H
H
自发的磁化强度与外场 一致的磁畴畴壁向外扩 张。
H
在强磁场作用下磁畴 的磁化强度转向与外 磁场一致。
2）用磁畴结构解释铁磁质的特性
铁磁质在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的，要损失能量，称为磁滞损耗， 磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。
磁性材料的磁化曲线
非磁性材料磁性材料--
1 的物质（顺磁质、抗磁质） r
1的物质（Fe、Co、Ni及其 r
合金如硅钢片、坡莫合金、赫斯勒合金等）
可见区别在于相对磁导率的不同，或B/H的值 不同。研究磁性材料就是研究BH曲线 ----磁化曲线。
B
Br
H
o c
H
Hc
一）磁化曲线 1）非磁性材料的磁化曲线
H
d
dB dH
tg
1
H
Bc
i
Br
b
j
在交变电流（H）作用 下的BH曲线
d
ag H
Hc e
o f
Hc
o
H
b
cHm
d
a 首次磁化曲线
H
B
0Hm Hm0 0-Hc
0Bm BmBr（剩磁）
矫顽力 B0
e
-Hc-Hm
0-Bm
f
-Hm0
Bm-Br
B的变化落g后H的变j 化，这种0现象Hc叫“磁矫滞”顽力
-Br0
B
Br
H Hco Hc
B
Br
Hc o
H
Hc
2）按磁滞回线形状分： 非矩形磁性材料 矩形磁性材料。 定义： 矩形系数
Br
Bm
B
Br
Hc o
H
Hc
Bm B
Br
Hc
H
B
+Bmax
a
b
c
c’
H
-Hmax
-HC
0
HC
+Hmax
b’
d
-Bmax
铁磁物质的起始磁化曲线和磁滞回线
B
+Bmax
b
·
4·
+Bm
以螺绕环为例：
B
B 0nI
H nI I
tg
H
B / H 0
测量电路：
A
磁
通
计
R
B
tg
H
B nI H nI I
B / H 0
非磁性材料的特点：
1）
tg 其斜率
为一常数，BH曲线为一直线
0
0
2）BH曲线具有可逆性。
H B , H B H 0, B 0
a
·3
c
c’
H
-Hmax
-HC
0
HC
+Hmax
-Bm
1·
·
·2
b’
d
-Bmax
铁磁物质的起始磁化曲线和磁滞回线
2）有剩磁，去磁要有矫顽力Hc
3）具有使铁磁质性质消失的“居里点”。
三）磁畴学说 1）铁磁质的磁畴结构
铁磁质是由一些自发磁化的区域--磁畴构成
多
单
晶
晶
体
体
体积：10-6cm 含铁原子数：1017---1021个
一种量子作用---电子轨道交叠产生的一 种交换耦合作用，使电子自旋取一致平 行的排列，形成自发的磁化区域--磁畴。