铁磁材料的磁化特性的研究(精)
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。
铁磁材料及其磁化特性
磁畴合并
随着外磁场增强，相邻的磁畴会逐渐合并，形 成一个大的磁畴。
饱和磁场
使铁磁材料完全磁化所需的最低外磁场强度称为饱和磁场。
03
铁磁材料的磁化特性
磁导率与磁化率
磁导率
描述铁磁材料在磁场中的磁化程度，与材料的磁化率有关。
磁化率
表示材料被磁化的难易程度，其值越大，材料越容易被磁化。
磁滞回线与矫顽力
磁晶各向异性是指铁磁材料在磁化过 程中，其磁畴结构和磁化行为与晶体 结构相关，呈现出各向异性的特点。
不同晶体结构的铁磁材料具有不同的 磁晶各向异性，这决定了其磁畴结构、 磁化强度和磁化过程。了解和利用磁 晶各向异性是设计和优化铁磁材料性 能的关键。
应力与应变对磁化的影响
应力与应变对铁磁材料的磁化特性具有显著影响。当铁磁材料受到外力作用时，其内部应力分布发生 变化，进而影响原子间相互作用和电子云分布，导致磁畴结构和磁化强度的变化。
铁磁材料具有高磁导率、低矫顽 力和高磁能积等特性，使其在磁 场中表现出优异的磁性能。
种类与应用
种类
常见的铁磁材料包括铁、钴、镍及其 合金等。
应用
铁磁材料广泛应用于电力、电子、通 信、航空航天、医疗器械等领域，如 变压器、电机、发电机、磁性记录和 磁悬浮列车等。
历史与发展
历史
铁磁材料的发现和应用可以追溯到19世纪初，随着科技的发展，铁磁材料的性能不断得到优化和提升 。
磁畴的转动与磁化
磁化过程
当外加磁场作用于铁磁材料时，磁畴会逐渐转向外磁 场方向，从而实现磁化。
磁畴转动机制
磁畴转动是通过交换相互作用实现的，即相邻磁畴之 间原子磁矩的交换作用。
磁化速率
磁化速率取决于温度、外磁场强度和铁磁材料的性质。
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。
铁磁性物质的磁化.
图 5-8 磁化线的测定
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
3．分析
(1) 0 ~ 1段：曲线上升缓慢，这是由于磁畴的惯性，当H 从零开始增加时，B增加缓慢，称为起始磁化段。 (2) 1 ~ 2段：随着H的增大，B几乎直线上升，这是由于 磁畴在外磁场作用下，大部分都趋向H方向，B增加很快，曲 线很陡，称为直线段。 (3) 2 ~ 3段：随着H的增加，B的上升又缓慢了，这是由 于大部分磁畴方向已转向H方向，随着H的增加只有少数磁畴 继续转向，B增加变慢。 (4) 3点以后：到达3点以后，磁畴几乎全部转到了外磁场 方向，再增大H值，B也几乎不再增加，曲线变得平坦，称为 饱和段，此时的磁感应强度叫饱和磁感应强度。 不同的铁磁性物质，B的饱和值不同，对同一种材料，B 的饱和值是一定的。 电机和变压器，通常工作在曲线的2 ~ 3段，即接近饱和 的地方。
电子与信息技术专业教研组
2．分析
图5-10为通过实验测定的某种铁磁性物质的磁滞回线。 (1)当B随H沿起始磁化曲线达到饱和值以后，逐渐减小H 的数值，由图可看出，B并不沿起始磁化曲线减小，而是沿另 一条在它上面的曲线ab下降。 (2) 当H减小到零时，B 0，而是保留一定的值称为剩磁， 用B r表示。永久性磁铁就是利用剩磁很大的铁磁性物质制 成的。
《电工技能与训练》
电子与信息技术专业教研组
4．磁化曲线的意义
在磁化曲线中，已知H值就可查出对应的B值。因此，在 计算介质中的磁场问题时，磁化曲线是一个很重要的依据。 图5-9给出了几种不同铁磁性物质的磁化曲线，从曲线上 可看出，在相同的磁场强度H下，硅钢片的B值最大，铸铁的 B值最小，说明硅钢片的导磁性能比铸铁要好得多。
物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】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、陈熙谋着，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 。
实验6-22铁磁材料磁滞回线和磁化曲线的测量
实验6-22 铁磁材料磁滞回线和磁化曲线的测量在交通、通讯、航天、自动化仪表等领域中，大量应用各种特性的铁磁材料。
常用的铁磁材料多数是铁和其它金属元素或非金属元素组成的合金以及某些包含铁的氧化物（铁氧体）。
铁磁材料的主要特性是磁导率μ非常高，在同样的磁场强度下铁磁材料中磁感应强度要比真空或弱磁材料中的大几百至上万倍。
磁滞回线和磁化曲线表征了磁性材料的基本磁化规律，反映了磁性材料的基本磁参数，对铁磁材料的应用和研制具有重要意义。
本实验利用交变励磁电流产生磁化场对不同性能的铁磁材料进行磁化，通过单片机采集实验数据，测绘磁滞回线和磁化曲线，研究铁磁材料的磁化性质。
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Hc 、剩余磁感应强度Br 、饱和磁感应强度Bm 、磁滞损耗][BH 等磁化参数。
4、学习测量磁性材料磁导率μ的一种方法，并测绘铁磁材料的μ—H 曲线，了解铁磁材料的主要特性。
实验仪器TH —MHC 型磁滞回线实验仪，智能磁滞回线测试仪，双踪示波器等。
实验原理1、铁磁材料的磁化特性及磁导率 1）初始磁化曲线和磁滞回线研究铁磁材料的磁化规律，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。
铁磁材料的磁化过程非常复杂，B 与H 之间的关系如图1所示。
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（对应图1中Q 点）。
B ~H 曲线OabQ 称为初始磁化曲线。
当使H 从Q 点减小时，B 也随之减小，但不沿原曲线返回，而是沿另一曲线QRD 下降。
当H 逐步较小至0时，B 不为0，而是Br ，说明铁磁材料中仍然保留一定的磁性，这种现象称为磁滞效应；Br 称为剩余磁感应强度，简称剩磁。
第二节常用的铁磁材料及其特性
第二节常用的铁磁材料及其特性常用的铁磁材料有：铁、钢和铁氧体等。
它们具有铁磁性，即在外加磁场作用下会发生磁化现象，且具有磁滞回线的特性。
铁是最常见的铁磁材料之一，其主要成分是铁元素。
铁的晶体结构为面心立方结构，其电子自旋排列的原因以及自旋向上和向下的不平衡导致了其铁磁性。
铁磁材料的磁性取决于晶体的晶粒大小、形状和组织状态等因素。
通常情况下，铁具有较高的磁导率，可以作为电感、电机、发电机等电磁设备中的磁心材料。
钢是铁磁材料中最重要的一种。
它是由铁和碳组成的合金，其中碳的含量通常在0.2%~2.1%之间。
钢的铁磁性主要取决于晶体结构、碳含量和加工工艺等因素。
钢具有高的磁导率、高磁强度和低的磁滞损耗，可以作为电机、变压器、电磁铁等电磁设备的核心材料。
铁氧体是一种由氧化铁（Fe3O4）组成的复合材料，它是一种陶瓷材料。
铁氧体的铁磁性主要是由其中的铁离子和氧离子之间的磁性耦合作用所导致的。
铁氧体具有良好的耐磁性、高的饱和磁感应强度和较低的磁滞损耗，可以作为励磁线圈、磁记录和磁芯等应用于电子器件和通信设备中的磁性材料。
这些铁磁材料在应用中具有一些共同特性。
首先，它们都具有较高的饱和磁感应强度，即在外加磁场强度达到一定值后，材料的磁化强度将不再增加。
其次，它们都具有一定的磁滞回线特性，即在外加磁场强度发生变化时，材料的磁化强度也会随之变化，但在去磁场后，材料的磁化强度不会完全恢复到无磁场时的状态。
最后，这些材料都可以通过改变加工工艺或添加其他元素来调整其磁性能，以适应不同的应用需求。
总的来说，铁、钢和铁氧体等铁磁材料在电磁设备和通信设备中具有广泛的应用，它们的磁性能取决于材料的组织结构和物理性质。
随着科技的不断进步，铁磁材料的性能得到了不断提升，使得电磁设备和通信设备在功能上、性能上都得到了显著的提升。
铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线---（理学院，应用物理专业11-1,-------）摘要：铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。
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。
研究铁磁材料的特性有着重要的意义，它在传统工业、生物医学中磁应用、军事领域以及考古天文地址采矿界领域都有着广泛的应用。
研究铁磁材料重要的方法是测量和分析磁滞回线和基本磁化曲线。
本文是我在做大学物理基础实验——测定铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线时的总结和心得体会。
关键词：铁磁材料；磁滞回线；基本磁化曲线1引言铁磁材料除了具有高的磁导率外，另一重要的磁性特点就是磁滞。
设铁磁性材料已沿起始磁化曲线磁化到饱和，磁化开始饱和时的磁感应强度值用表示。
如果在达到饱和状态之后使H减小，这时B的值也要减小，但不沿原来的曲线下降，而是沿着上一条曲线段下降，对应的值比原先的值大，说明铁磁质磁化过程是不可逆的过程。
当 H=0时, B不为零，而是大于零，称为剩余磁感应强度。
通过剩余极化强度可以判断材料是硬磁材料还是软磁材料，还有磁化能力等。
2 理论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。
铁磁材料的磁化特性的研究(精)
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 R1上的电压Ux（取R1 远小于线圈N1的阻抗）
U x I1R1
LR1 Ux H N 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。
2 4
输 入 信 号
ε
测 量 仪 器
饱和磁感应强度
初始磁化曲线 当电流从0逐渐增加，线圈中的磁场强度H也随之增加， 这样就可以测出若干组B,H值。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。
3 磁滞现象：
铁磁材料的磁化过程是不可逆的。 当铁磁质达到饱和 后，减小H，B沿图 a ab下降；当H=0时B ＝Br，称为剩磁。 Br b 当H＝Hc时，B=0， bc段是退磁曲线 f c -Hc Hc称为矫顽力；反 向继续增大H，铁 -Br e 磁质反向沿cd段达 到饱和；
d
反向减小H到0，则B沿de到－Br。H按原方向增加经ef到Hc； 继续增大H，则B沿fa回到原来饱和状态。
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。
铁磁质的三个主要特征
铁磁质的三个主要特征铁磁质的三个主要特征铁磁质是一类可以被磁化的材料，具有独特的物理性质。
在应用中，铁磁质被广泛用于制造电机、变压器、电感器等电子元件。
本文将介绍铁磁质的三个主要特征。
一、饱和磁化强度高饱和磁化强度是指在外加磁场作用下，材料内部所有原子的磁矩都朝着同一个方向排列时，材料所达到的最大自发磁化强度。
对于铁磁质而言，其饱和磁化强度通常较高。
这是因为铁磁质中的原子具有较大的自旋角动量，并且原子之间存在着相互作用，使得其自发地形成了一个较为稳定的自旋排列结构。
以钕铁硼永磁材料为例，其饱和极化强度可达到1.5T以上，比一般钢材高出数倍。
这种高饱和极化强度使得永磁材料可以产生较强的吸附力和稳定的磁场，广泛应用于电机、发电机、磁盘驱动器等领域。
二、磁滞回线宽磁滞回线是指在外加磁场作用下，材料内部的自发磁化强度随着外加磁场的变化而发生变化的过程。
对于铁磁质而言，其磁滞回线通常比较宽。
这是因为铁磁质中的原子具有一定的自旋角动量，并且原子之间存在着相互作用，使得其自发地形成了一个较为稳定的自旋排列结构。
以硅钢片为例，其具有较宽的磁滞回线。
这种特性使得硅钢片可以有效地降低铜损和铁损，提高电机和变压器的效率。
三、易受外界干扰铁磁质具有较高的自发磁化强度和较宽的磁滞回线，这使得其容易受到外界干扰。
当外界电场或温度变化时，会导致铁磁质内部原子之间相互作用力发生变化，从而影响材料内部自发形成的自旋排列结构，进而影响材料的磁性质。
为了减小外界干扰对铁磁质的影响，通常采用一些技术手段进行抗干扰处理。
例如，在电机和变压器中，可以采用屏蔽罩和绝缘材料来隔离外界电场和温度变化；在磁盘驱动器中，可以采用磁盘表面上的氧化层来减小外界磁场对数据的影响。
总结铁磁质具有高饱和极化强度、宽磁滞回线和易受外界干扰等特点。
这些特性使得铁磁质在电子元件制造中具有重要应用价值。
但同时也需要注意其易受外界干扰的问题，在实际应用中进行相应的抗干扰处理。
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。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线测定实验方法
155实验十七 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线磁性材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存贮用的磁带、磁盘等都采用磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。
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． 测绘样品的磁滞回线，比较其磁滞损耗大小。
3． 测定样品的B s 、Ｈs 、B r 、H D 等参数。
4． 测定样品的基本磁化曲线，作B -H 及μ-Ｈ曲线。
【实验仪器】FB310A 磁滞回线实验仪、GOS-620型示波器【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，铁磁物质仍保留磁化状态，它的图17-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线 图17-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线磁感应强度不仅依赖于外磁场强度，而且还依赖于原先的磁化程度。
图17-1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＝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，其后B的增长趋于缓慢，并当H增至Hs时，B达到饱和值Bs，OabS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OabS减小，而是沿另一条新的曲线SR下降，比较线段OS和SR知，H减小B也相应减小，但B的变化滞后于H的变化，此现象即称为磁滞。
磁滞的明显特征是当H=0时，B不为零，而保留剩磁Br。
当磁场反向逐渐变至-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。
铁磁材料的磁化与磁化曲线
Um Fm
（8-3）
3.磁路欧姆定律
设一段均匀磁路的截面积为S，长度为l，铁
磁材料的磁导率为μ，通过横截面的磁通为Φ， 而每一分段中均有B＝μH，即Φ/S＝μH，所以
Φ HS Hl U m U m l S l S Rm
（8-4）
此式叫做磁路欧姆定律。式中Ｕm= Hl是磁压 降 ，其单位为A，Rm l 为磁路的磁阻，单位为
若电压为正弦量，在忽略线圈电阻及漏磁通 时，选择线圈电压、电流、磁通及感应电动势的 参考方向如图8-11所示。
在图8-11中有
ut et dΨ t N dΦt
dt
dt
式中，N为线圈匝数。
在上式中，若电压为正弦量时，磁通也为正弦量。
设 Φt Φm sin t ,则有
路没有影响，所以电压和电流的关系很简单，
即
I ，U 其中U为线圈两端的直流电压，r为
r
线圈的电阻。在直流稳态电路里，铁心线圈仅相
当于一个电阻而已。
2.交流模型
对于交流，因为有感应电压产生，由于磁滞现 象和涡流现象等，磁路对电路的影响很大，所以铁 心线圈的电压与电流关系比较复杂。通过对交流磁 路特点的分析，我们知道励磁电流：
关的系数，由实验确定。
实际工程应用中，为降低磁滞损耗，常选用磁滞
回线较狭长的铁磁性材料制造铁心，如硅钢就是制造
变压器、电机的常用铁心材料，其磁滞损耗较小。为
了降低涡流损耗，常用的方法有两种：一种是选用电
阻率大的铁磁材料，如无线电设备中就选择电阻率很
大的铁氧体，而电机、变压器则选用导磁性好、电阻
率较大的硅钢；另一种方法是设法提高涡流路径上的
虽然利用铁磁材料可以使磁通约束在铁 心范围内，但由于制造和结构上的原因，磁 路中常会含有空气隙，使极少数磁力线扩散 出去造成所谓的边缘效应，如图8-9所示。 另外，还会有少量磁力线不经过铁心而经过 空气形成磁回路，这种磁通称为漏磁通。漏 磁通相对主磁通来说，所占比例很小，所以 一般可忽略不计。
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。
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2
d2 dt
n d dt
2 是线圈n中产生的感应电动势
2 n 次级线圈中的磁通链数
当I2R2 Q / C2 时， 2 I 2 R2
电容C两端的电压：
I2
dQ dt
C2
dU y dt
2
C2 R2
dU y dt
Uy
nS C2 R2
B
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。
3 磁滞现象：
铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
当铁磁质达到饱和
a
后，减小H，B沿图 ab下降；当H=0时B
Br b
＝Br，称为剩磁。 当H＝Hc时，B=0，
c
f
bc段是退磁曲线
-Hc
Hc称为矫顽力；反
-Br e
向继续增大H，铁 磁质反向沿cd段达
d
到饱和；
反向减小H到0，则B沿de到－Br。H按原方向增加经ef到Hc； 继续增大H，则B沿fa回到原来饱和状态。
不同的铁磁质具有不同形状的磁滞回线，按矫顽力 的大小，铁磁材料可分为： 软磁材料：矫顽磁力很小 ，适合于做变压器、
电机中的铁芯等。 硬磁材料：矫顽磁力很大，常用做永磁体。
常用在电表、收音机、扬声器中。 矩磁材料：它的磁滞回线接近于矩形，可以用做
“记忆”元件。 如电子计算机中存储 器的磁芯.
实验仪器介绍
CH2通道
Ｘ－Ｙ控制键 Ｘ－Ｙ触发
测
ε
量 仪
号
器
饱和磁感应强度
初始磁化曲线 当电流从0逐渐增加，线圈中的磁场强度H也随之增加， 这样就可以测出若干组B,H值。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。
N L
I1
I1
L N
H
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。
输入到示波器y偏转板上的电压Uy: 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，采用电阻中产生交变的磁感应强
度B，因此在线圈n中产生感应电动势 2 ，其大小用下
双踪示波器
智能磁滞回线 测试仪
磁滞回线实 验仪
硬磁材料
软磁材料
电阻调节钮
电压调节钮
利用示波器测量基本磁化曲线
S
s
B
a3 a2 a1
0
铁磁材料的基本磁化曲线。
am
选取磁化电流为
I1,I2、…、Im
（I1<I2<…<Im）
H
把原点0和各个
磁滞回线的顶点
a1、a2、…、am
所连成的曲线，
称为铁磁材料的
基本磁化曲线。
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
R1上的电压Ux（取R1 远小于线圈N1的阻抗）
U x I1R1
Ux
LR1 N
H H
铁磁材料的磁化特性的研究
实验原理： 一 铁磁质的磁化特性：
1 铁磁质的相对磁导率 r 1 ，一般在 102 104 之间，有
的可高达 108 。
2 铁磁材料的磁导率不是常数，而是与磁化条件和磁化历史
有关。
将铁磁材料做成环状样品如图：电流I从0逐渐增加,H也
逐渐增加。
绕组线圈
输 入 信