铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线试验讲义铁磁材料按特性分硬磁
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 (2)
学号：PB07013042 姓名：舒适87 实验题目：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线对于实验原理最好能够自己总结实验目的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、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Hm时，B到达饱和值，0abs称为起始磁化曲线，图1表明，当磁场从Hm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。
图1铁磁材料的起始磁化曲线和磁滞回线 图2同一铁磁材料的一簇磁滞回线当磁场反向从0逐渐变至-HC 时，磁感应强度B 消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，HC 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Hm →0→HC →-Hm →0→HC →Hm 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。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线sc
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：引言：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曲线是反映该材料的重要特性，也是设计选用材料的重大依据。
一、实验目的1.掌握使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回线，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的Hc、、、H、B等参量二、实验仪器TH-MHC型智能磁滞回线测试仪、示波器。
三、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，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－时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，HD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HS→O→HD→-HS→O→HD´→HS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。
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。
铁磁材料的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 →－→－H m →O →→H m 的顺序变化时，c H c H B 相应沿O →→→O →－→－→O →的顺序变化。
m B r B m B r B m B 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，通常称为铁r B r B 磁材料的剩磁。
实验十二 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验十二 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线一、实验目的1．认识铁磁质的磁化规律，比较两种典型的铁磁质的动态磁特性。
2．测定样品的基本磁化曲线，作μr －H 曲线。
3．测定样品的H D 、B r 、B m 和[H ·B]max 等参数。
4．测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。
二、实验原理1．铁磁物质及其磁滞曲线根据介质在磁场中的表现，一般将磁介质分为顺磁质、抗磁质和铁磁质。
设想在真空中（没有磁介质时）有一磁场的磁感应强度是B0，其大小是B 0，将磁介质放入这个磁场中，若磁介质中的磁感应强度比B 0小一点，那末这个介质是抗磁质；若磁介质中的磁感应强度比B 0大一点，那末这个介质是抗磁质；若磁介质中的磁感应强度比B 0大得多，甚至数百数万倍的增长，那末这个介质是铁磁质。
实验表现是铁磁质移近磁极时被吸住，顺磁质稍微有被磁极吸引，而抗磁质反而被磁极稍微推开。
下表是一些材料的相对磁导率，根据相对磁导率很容易区分顺磁质、抗磁质和铁磁质。
铁磁质材料包含铁、钴、镍、某些稀有金属及其众多合金以及它们的许多氧化物的混合物（铁氧体）等。
铁磁质是一种性能特异、用途广泛的材料，我们一般情况提到磁介质均指铁磁质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，磁导率μ很高；另一特征是磁滞，即磁化场消失后，介质仍保留磁性，即有剩磁。
图1为铁磁质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。
图1 铁磁质的B －H 关系曲线 图2 铁磁质的μ－H 关系曲SS线图1中的原点O表示磁化之前铁磁质处于磁中性状态，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。
（注意：这里说的饱和值B S，并不是说B的最大值。
其实在达到B S后磁感应强度B仍然在随磁化场强度H变化，这时的B－H关系几乎是线性的。
12铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验报告：铁磁资料的磁滞回线和基本磁化曲线一、实验题目：铁磁资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向磁化特征。
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，估量其磁滞消耗。
三、实验原理：1铁磁资料的磁滞现象铁磁物质是一种性能特异，用途宽泛的资料。
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。
其特色是在外磁场作用下能被激烈磁化，故磁导率μ很高。
另一特色是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保存磁化状态，图1为铁磁物质磁感觉强度 B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。
图中的原点0 表示磁化以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，磁感觉强度 B 随之迟缓上涨，如线段0a 所示，继之 B 随 H快速增加，如ab 所示，其后 B 的增加又趋迟缓，并当H 增至 H m时， B 抵达饱和值，0abs 称为开端磁化曲线，图 1 表明，当磁场从H m渐渐减小至零，磁感觉强度 B 其实不沿开端磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新曲线SR降落，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，磁滞的显然特色是当H=0时， B 不为零，而保存剩磁Br 。
BH图 1 铁磁资料的开端磁化曲线和磁滞回线图2同一铁磁资料的一簇磁滞回线当磁场反向从0 渐渐变至 -H C时，磁感觉强度 B 消逝，说明要除去剩磁，一定施加反向磁场， H C称为矫顽力，它的大小反应铁磁资料保持剩磁状态能力，线段RD称为退磁曲线。
图 1 还表示，当磁场按 H m→ 0→ H C→ -H m→ 0→ H C→ H m序次变化，相应的磁感觉强度 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，因此，当铁磁资料处于交变磁场中时（如变压器中的死心），将沿磁滞回线频频被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。
铁磁材料磁滞回线及基本磁化曲线的测量
实验26 铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量铁磁性材料分为硬磁材料和软磁材料。
软磁材料的矫顽力小于100A/m ，常用于电机、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。
铁磁材料的磁化过程和退磁过程中磁感应强度和磁场强度是非线性变化的，磁滞回线和基本磁化曲线是反映软磁材料磁性的重要特性曲线。
矫顽力、饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、初始磁导率、最大磁导率、磁滞损耗等参数均可以从磁滞回线和基本磁化曲线上获得，这些参数是磁性材料研制、生产和应用的总要依据。
采用直流励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为静态磁滞回线；采用交变励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为动态磁滞回线。
本实验利用交变励磁电流产生磁场对不同性能的铁磁材料进行磁化，测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。
【实验目的】①了解用示波器显示和观察动态磁滞回线的原理和方法。
②掌握测绘铁磁材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的原理和方法，加深对铁磁材料磁化规律的理解。
③学会根据磁滞回线确定矫顽力 、剩余磁感应强度 、饱和磁感应强度 、磁滞损耗等磁化参数。
【实验仪器与用具】FB310型动态磁滞回线实验仪，双踪示波器，导线。
【实验原理】1．磁性材料的磁化特性及磁滞回线研究磁性材料的磁化规律时，一般是通过测量磁化场的磁场强度H 与磁感应强度B 之间的关系来进行的。
铁磁性材料磁化时，它的磁感应强度B 要随磁场强度H 变化而变化。
但是B 与H 之间的函数关系是非常复杂的。
主要特点如下：（1）当磁性材料从未磁化状态（H =0且B =0）开始磁化时，B 随H 的增加而非线性增加由此画出的H B 曲线称为起始磁化曲线，如图3.26.1（O-a ）段曲线。
起始磁化曲线大致分为三个阶段，第一阶段曲线平缓，第二阶段曲线较陡，第三阶段曲线又趋于平缓。
最后当H 增大到一定值m H 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。
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 Hc、Br、Bm 和（Hm，Bm）等参数。
4、了解磁滞回线的概念以及如何用示波器观察磁滞回线。
二、实验原理1、铁磁材料的磁化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 1 铁磁质 B H 曲线铁磁材料的磁化过程为：其未被磁化时的状态称为去磁状态，这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场 H，则铁磁材料内部的磁场强度 B 随 H 的增加而增加，开始时 B 的增加较慢，而后随着 H 的增加，B 的增加变快，再继续增加 H 时，B 的增加又变慢，当 H 增加到 Hm 时，B 达到饱和值Bm 。
从图中可以看出，B 和H 的关系不是线性的，而是非线性的。
2、磁滞回线当 H 从 Hm 逐渐减小至零，B 并不沿起始磁化曲线恢复到“0”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也减小，但 B 的变化滞后于 H 的变化，这一现象称为磁滞。
当 H ＝ 0 时，B ＝ Br，Br 称为剩余磁感应强度。
要使 B 减到 0，必须加一反向磁场 Hc，Hc 称为矫顽力。
若再使反向磁场逐渐增加到 Hm，B 就沿图 1 中 S'R'C'变化，继而在 Hm 到 0 时，B 又沿 S'C 变化。
当 H 在 0 和 Hm 之间反复变化时，就得到一系列闭合的 B H 曲线，称为磁滞回线。
3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料，选择不同的最大磁化电流 I，可得到不同的磁滞回线，将各条磁滞回线的顶点连接起来，所得到的曲线称为基本磁化曲线。
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
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)。
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报告
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告一、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 Hc、Br、Bm 和（Hm，Bm）等参数。
4、了解磁性材料在工程技术中的应用。
二、实验原理1、铁磁物质的磁化特性铁磁物质具有很强的磁化特性，其磁感应强度 B 与磁场强度 H 之间不是简单的线性关系。
当 H 从零开始增加时，B 随之缓慢增加；当H 增加到一定值时，B 急剧增加，这种现象称为磁饱和。
当 H 从最大值逐渐减小时，B 并不沿原曲线返回，而是滞后于 H 的变化，这种现象称为磁滞。
2、磁滞回线当磁场强度 H 从最大值 Hm 逐渐减小到零，再反向增加到 Hm，然后再从 Hm 逐渐减小到零，最后又正向增加到 Hm 时，B 随 H 变化的闭合曲线称为磁滞回线。
磁滞回线所包围的面积表示在一个反复磁化的循环过程中单位体积的铁磁物质所消耗的能量。
3、基本磁化曲线对同一铁磁材料，选择不同的最大磁场强度 Hm 进行反复磁化，可得到一系列大小不同的磁滞回线。
连接这些磁滞回线顶点的曲线称为基本磁化曲线，它反映了铁磁材料在反复磁化过程中的平均磁化特性。
4、磁性材料的分类根据磁滞回线的形状，磁性材料可分为软磁材料和硬磁材料。
软磁材料的磁滞回线狭窄，剩磁 Br 和矫顽力 Hc 都很小，磁导率高，适用于制作变压器、电机的铁芯等；硬磁材料的磁滞回线宽阔，Br 和 Hc都很大，适用于制作永磁体。
三、实验仪器1、磁滞回线实验仪2、示波器四、实验步骤1、按实验仪的电路图连接好线路，确保线路连接正确无误。
2、将样品放入测试线圈中，调节示波器的灵敏度和扫描速度，使示波器上能显示出清晰的磁滞回线。
3、逐渐增加磁场强度 Hm，观察磁滞回线的变化，记录不同 Hm下的磁滞回线。
4、测量磁滞回线的顶点坐标，计算出相应的 Bm、Hm、Br 和 Hc 等参数。
5、绘制基本磁化曲线，即 B—H 曲线。
43磁滞回线实验讲义
R2 的大小，使示波器显示出典型美观的磁滞回线图形，并使磁滞回线顶点在水平方向上的 读数为（-5.00，+5.00）格，此后，保持示波器上 X、Y 输入偏转因数旋钮和 R1、R2 值固 定不变，以便进行 H、B 的测量。 ②单调减小励磁电流， 即缓慢逆时针调节幅度调节旋钮， 直到示波器最后显示为一点， 位于显示屏的中心，即 X 和 Y 轴线的交点，如不在中间，可调节示波器的 X 和 Y 位移旋 钮。实验中可用示波器 X、Y 输入的接地开关检查示波器的中心是否对准屏幕 X、Y 坐标 的交点。 注意：励磁电流在实验过程中只允许单调增加或减少，不能时增时减。 在频率较低时，由于相位失真，磁滞回线经常会出现如图 7 所示的畸变。这时需要 选择合适的 R1、R2 和 C 的阻值，可避免这种畸变，得到最佳磁滞回线图形。
4
图 6 DH4516N 型动态磁滞回线测试仪
2. 观测样品 1 在不同频率交流信号下的磁化曲线和磁滞回线。 （1）按图 5 所示的线路图接线。 注意：由于信号源、电阻 R1 和电容 C 的一端已经与地相连，所以不能与其他接线端 相连接。否则会短路信号源、UR 或 UC，从而无法正确做出实验。 标有红色箭头的线表示接线的方向，样品的更换通过换接接线位置来完成。 （2） 逆时针调节幅度调节旋钮到底， 使信号输出最小。 调示波器显示工作方式为 X-Y 方式， 示波器 X 输入和 Y 输入选择为 DC 方式。 （3）接通示波器和 DH4516N 型动态磁滞回线测试仪电源，适当调节示波器辉度，以 免荧光屏中心受损。预热 10 分钟后开始测量。 （ 4 ）将示波器光点调至显示屏中心，调节实验仪频率调节旋钮，频率显示窗显示 50.00Hz。 （5）退磁。 ①单调增加励磁电流，即缓慢顺时针调节幅度调节旋钮，使示波器显示的磁滞回线上 B 值缓慢增加，达到饱和。改变示波器上 X、Y 输入衰减器开关（偏转因数旋钮） ，并将他 们的微调旋钮顺时针旋转到底（此时偏转因数旋钮对应的数值处于校准状态） ，调节 R1、
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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。
所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁，由于磁畴的存在，此过程要消耗能量，以热的形式从铁磁材料中释出。
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。
当初始态为H=B=O的铁磁材料，在峰值磁场强度H由弱到强的交变磁场作用下磁化，可以得到面积由小到大向外扩张的一组磁滞回线，如图二所示。
这些磁滞回线顶点的连线称为该铁磁材料的基本磁化曲线。
由此，可近似确定其磁导率 μ＝B/H 因B 与H 是非线性关系，所以铁磁材料的磁导率 μ不是常数，而是随H 而变化，如图三所示。
铁磁材料的磁导率可高达数千至数万，这一特点使它广泛地用于各个方面。
μ-H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。
磁滞回线如矩形者，矫顽力小，剩磁大， B 技行业。
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。
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U H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）∮H•d l=ΣI∴H= i1N/L∵i1=U1/R1L为样品的平均磁路长度∴ H=(N/LR1)U1。
⑴所以，我们可以通过测量U1，计算出场强H。
在交变磁场作用下，样品的磁感应强度值B瞬时值是由测量绕组n和R2、C2电路来给定。
根据法拉第电磁感应定律，由于测量绕组中磁通变化，在测量线圈中产生的感生电动势的大小为：ε2==n dφ/d t根据磁感应强度定义：B=φ/S∴B=(1/nS)∫ε2 dt 。
⑵其中S为样品的横截面积。
在测试回路中；根据基尔霍夫定律有ε2=i2R2+U2+i2r-L2di2/dt式中R为测试线圈内阻，L2为测试线圈自感。
测试线圈的自感和内阻都很小，我们把它们忽略，则回路方程为：ε2=i2R2+U2U2=Q/C2由于我们选用的R2和C2都比较大，而i2R2和Q/C2相比较, i2R2>> Q/C2所以又把回路方程近似为：ε2=i2R2而i2=C2dU2/dt所以ε2=R2C2dU2/dt 。
⑶由⑵，⑶得出B=（R2C2/nS）U2 。
⑷所以，测得U2，便可计算出B。
综上所述，我们将U1、U2加到示波器的x、y输入端上，便可看到样品的磁滞回线（B-H线）加到测试仪上，可对样品的磁滞回线多点采样测定，并计算出此测试条件下的饱和磁感应强度B m，剩磁B r，矫顽力H c和磁滞损耗［BH］。
及磁导率。
三、实验内容1．电路连接：在实验仪上选定一个样品，按实验仪机箱上所给定的电路图连接线路，把R1选择调到2.5Ω，U选择调节到0，U H和U B分别连接到示波器的通道1（CH1 X）和通道2（CH2 Y）端子。
插孔⊥为公共。
将示波器的TIME/DIV旋钮反时针旋到底（X-Y）档。
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。
4观察、比较样品1和样品2的磁滞回线。
请注意，在将测试线路从一个样品移向另一个样品时，请关闭测试电源。
接入样品后，首先应退磁。
5测绘样品的曲线，关闭示波器和实验仪电源，撤去示波器，输入探笔，将实验仪的Y（U B），和Ｘ（ＵＨ）同测试仪的三个相应端子用给定的粗线连接起来，开启电源，对样品退磁，依次测定U=0.5V、1.0v……、3.0V的10组H m和B m值（使用测试议的功能7做测试，使用功能11显示）填入表一，计算出μ值，用坐标纸画出基本磁化曲线B-H曲线和μ–H线。
6、令U=3.0V、R=2.5，先退磁，使用测试仪的功能7做一次给定条件下的磁滞回线测试，用功能8，读出本次测试中近300个点的B，H值，记入表一，并用功能11读出B m,用功能9读出本次磁滞回线的H c和B r，用功能10 读出本次磁滞回线的磁滞损耗[HB]，填入表二,填表时请注意所使用的倍数。
记下所用倍数代号和倍数值。
7、根据步骤6中所测得的B、H值用坐标纸绘制出磁滞回线(B-H曲线)，如何取数，取多少个数，请自行考虑。
四、实验记录表一、基本磁化曲线（B m-H m曲线）和μ－H曲线。
测试条件：样品号：仪器号：单位：H：B：μ：表二磁滞回线测试条件：U= R1=测试样品号：仪器编号：所用倍数代码：倍数及单位：H：B：H c= B r= B m= [HB]=附录磁滞回线实验仪分为两部分，实验仪和测试仪，我们分两部分作介绍。
壹、．．实验仪、配合示波器，可以观察铁磁材料的磁滞回线和测定基本磁化曲线。
它由励磁电源，试样，电路板及实验接线，接线图等部分组成。
1．、．励磁电源由220V、50H市电，经变压器隔离，降压后，供磁化试样。
励磁电源输出电压共分11档，即：0、0.5、1.0、1.2、1.5、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8和3.0V通过电路板上的波段开关“U选择”实现切换。
2．．．试样试样有两个，样品1和样品2，它们的平均磁路长度L横截面积S相同而磁特性不同，两者的磁励绕组匝数N和测试绕组匝数n也相同，均制作为E型铁心型式。
N=50 n=150 L=60mm S=80mm23．．．电路板该印刷电路板上装有电源开关，样品1和样品2，励磁电压选择（U选择），和调节磁电流兼作H测量的取样电阻的R1选择开关。
还有测量磁感应强度B所用的积分电路元件R2、C2。
以上各元件（除电源开关）通过电路板与对应的连接用锁紧插孔相连接，只须采用专用插线，即可实现电路连接。
电路板上还设有正比于磁感应强度B的电压V B和正比于磁场强度H的电压V H输出插孔，用于连接示波器，观察磁滞回线及连接测试仪作定量测试用。
4．．．实验接线示意图试样二、测试仪测试仪和实验仪配合使用，能定量，快速测量铁磁材料，在反复磁化过程中的B和H 的瞬时值，并能测出剩磁B r，矫顽力H C，饱和磁感应强度B m，计算出磁滞损耗[HB]等各种相关参数。
1．．．测试仪面板图：2．测试仪使用参数L、测试样品平均磁路长度已内置L=60 cm 可修改S、待测样品横截面积已内置S=80mm2 可修改N、待测样品励磁绕组匝数已内置N=50 可修改n、待测样品磁感应强度B测量绕组匝数已内置n=150 可修改R1、励磁电流选择及磁场强度H测量取样电阻可在0.5-5Ω间任选R2、积分电阻阻值10KΩ固定C2、积分电容20 μf 固定U H、正比于磁场强度的有效值电压供调试用电压范围（0~1V）U B、正比于磁感应强度B的有效值电压供调试用0~1V。
3．瞬时值B与H的计数算公式。
H=(N/LR1)U1B=（R2C2/nS）U24．测试仪按键功能说明：共有按键五个，⑴功能键：用于选择不同功能共有15种，每按一次，切换一种，在数码显示窗上，显示选定功能代码。
⑵确认键：当选定某功能后，按下此键，测试仪便执行选定功能。
⑶数位键：用于选定要输入的数字的位置，用闪动的小数点代表，每按一次由左向右，循环移动⑷数据键：用于在选定的位置上输入数字，每按动一次，数字由0－9循环选择。
⑸复位键：开机后，显示器会依次巡回显示，P和8 ，表示测试仪处于待命状态，在做功能切换或测试仪工作不正常时，应按此键，使测试仪回到待命状态。
5．测试仪功能介绍：⑴显示所测样品的N和L值，不使用确认键。
H千匝 百匝 十匝 个匝百 十 个 分 毫米这里显示 Ｎ＝５０ Ｌ＝４０ｍｍ⑵H 千 百 十 个 匝百 十 个 分 毫米⑶ １H 1 0.1 0.01 H 与B 的倍数代号 1 ×101 1 ×10-1 2 ×102 2 ×100 Ｈ倍数 3 ×103 Ｂ的倍数 3 ×1014 ×104 4 ×1025 ×105 5 ×103⑷ 显示电阻Ｒ２和Ｃ２数值 不用确认B ⑸ 显示ＵＨ和ＵＢ的测量值 在按确认键后显示ＵＢ和ＵＨ的有效值⑹ 显示每周期采样的总点数和测试信号频率，使用确认键，显示对磁滞回线采样308点，测量信号频率49.9 H Z ⑺ 数据采样，即进行测量 使用确认键。