磁性材料B-H特性的测量讲解学习
磁性材料基本特性测量二
（3）记录下示波器x、y轴的单位量，测出饱 和点、剩磁点、去磁点应测的各物理量。
（饱4）和求磁出感剩应余强磁度感BS应和强磁度场B强r，度为H矫S。顽HC，
实验数据
f
R2
R1 UBS UHS UBr UHC U-BS U-HS U-Br U-HC
(kH) (kΩ) (Ω) (V) (mv) (V) (m v) (V)度和磁感应 强度，而是通过测量相关的电压，再经过 关系式计算相应的磁场强度和磁感应强度。
思考题
1.如何正确调试磁滞回线?关键步骤是哪些? 2.通过实验,磁化过程中磁性材料的磁感应强
HS时，B值几乎不再增加，
磁化趋于饱和．如使得H
A'
减少，B将不再沿着原路返
回，而是沿另一条曲线
AC'A'下降，当H从-HS增
加时，B将沿着A'CA曲线
到达A形成一闭合曲线．
C
0
Hc
Hs
H
-Br -Bs
其中当H = 0时，|B| = Br，B r称为剩 余磁感应强度。要使得Br为零，就必
须加一反向磁场，当反向磁场强度增 加到H = -HC时，磁感应强度B为零， 达到退磁，HC称为矫顽力。各种铁磁 材料有不同的磁滞回线，主要区别在
度B是否随外部磁场H增大而增大?为什么?
于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬 磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。
实验原理
1.实验电路图
2.二个重要关系式
▪ X端电压输出：
UX
UR1
R1i1
R1L H N1
▪
Y端电压输出
Uy UC
N2S R2C
测定铁磁材料的μ—h曲线
【数据处理】
各常数数值
R1=2. 5Ω R2=10KΩ S = 80m2 N=50 匝 C2 = 10μ F
L=60mm n =150 匝
周五上午第一组 秦伟 2008213398
瞬时值 H 与 B 的计算公式 μ、B 与 H 关系，磁导率
二级物理实验（下）
μ、B 与 H 的曲线
U（V）
H 安/米
（２０—３）
（２０—５）
由式（２０—４）和式（２０—５）可得
（２０—６）
式中：Ｃ2，Ｒ2，Ｎ2 和Ｓ均为已知常量（本实 验中Ｃ2＝２０μ Ｆ，Ｒ2＝１０ｋΩ ，Ｓ＝８０ mm2），所以测量Ｕ2 可确定Ｂ
【实验步骤】
由式（２０—３）可推导出
（２０—４）
Ｓ为样品的截面积。 如果忽略自感电动势和电路损耗，则回路
0Байду номын сангаас5
63.33
1.0
90.00
1.2
106.67
1.5
133.33
1.8
166.67
2.0
200.00
2.2
233.33
2.5
273.33
2.8
366.67
3.0
416.67
B 特斯拉 μ =B/H 享利/米
0.208333
0.003290
0.416667
0.004630
0.533333
0.005000
实验线路如图 1，待测样品为Ｅ１型矽钢 片，励磁线圈匝数Ｎ1＝５０；用来测量磁感应 强度Ｂ而设置的探测线圈匝数Ｎ2＝１５０；Ｒ1 为励磁电流取样电阻，Ｒ１为０.５Ω ～５.０Ω 设通过励磁线圈的交流励磁电流为Ｉ１
图 3 基本磁化曲线 （1）H：根据安培环路定律，样品的磁化场强
磁性材料BH特性测量讲义
近代物理实验讲义BH特性测量南京理工大学物理实验中心2009.1.20BH特性测量引言磁性材料是我们广泛使用的一类材料，它与我们的生产生活紧密相关。
许多生产设备上都安装有由磁性材料制成的部件，比如发电机中的永磁体、电动机中的转子、各类电磁铁中的铁芯、用于密封润滑的磁性液体，还有磁性液体选矿。
近年来兴起的纳米技术更是使磁性材料研究和应用达到了新的高度。
纳米磁性材料由于具有单畴结构导致的高矫顽力或者尺度小于磁畴而导致的超顺磁状态而在高密度磁存储和生物医学方面展现出了诱人的应用前景。
我们使用的磁性材料根据其矫顽力的大小可以分成三类，即硬磁材料、半硬磁材料、软磁材料。
其中硬磁材料具有很高的矫顽力，适合用于需要永久磁场的场合，比如电机定子中的磁瓦、扬声器中的永磁体等等。
磁性参数的测试是评价一种磁性材料应用潜力的一个重要手段，因此我们有必对各种磁性材料的次性能进行测量。
一、实验目的A 掌握磁化曲线和磁滞回线中涉及的各类物理量的物理含义，及其对于应用的参考价值；B掌握HT610 B-H硬磁材料测量系统的结构和测量原理；C 掌握利用该系统研究硬磁材料（AlNiCo合金）的退磁曲线、磁滞回线；研究被测材料的磁特性，即B r（剩磁）、H c（矫顽力）、（BH）max（最大磁能积）、Rs（矩形比）等几项基本磁性能参数的方法。
二、实验设备HT610 B-H硬磁材料磁特性测量仪，计算机，待测的硬磁样品（AlNiCo 合金）三、实验原理在铁磁性材料中由于磁矩之间的交换作用，它们会自发的沿平行方向进行排列。
由于磁体本身具有一定的几何尺寸，当所有原子的磁矩都同向排列时将会导致磁体表面产生表面磁极。
表面磁极会在磁体内部产生退磁场，磁体内的原子磁矩与退磁场相互作用，具有退磁场能。
为了降低退磁场能磁体会由单畴结构转变为多畴结构，即由整个磁体内部所有原子磁矩一致取向转变为由一系列小的区域构成，在每个小的区域内部原子磁矩取向基本相同，但是不同区域内部的原子磁矩取向具有随机性。
B-H测试原理_测试值
Br Bm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2.8)
2 m Ae Bm Bm
(2.9)
■ Pc、Pcv、Pcm、VA、θ(B-H 模式、Pc 模式)
Pc Pcv
N1 1 T i1 t V2 t dt N 2 T 0 Pc Ve Pc Ae N1 i 1RMS t V2 RMS t N2
R
0 0 Ae N 12
Le
2
(2.21)
Z R 2 0 L
(2.22)
THD 20 log10
V22 3 0 V22 5 0 V22 7 0 V2 0
(2.23)
10
B-H ANALYZER SY-8218
第 2 章 测试原理
■ 2.1 基本测试原理
N1 ：初级线圈数 Ae：有效截面积 Ve：有效体积 N2 ：次级线圈数 Le：有消磁路长
● 本产品将测试被测试样品内产生的磁场强度 H、以及磁通密度 B 基本测试原理以双线圈法为例来说明。 如图 Fig.2-1 所示样品，将绕有励磁用初级线圈(圈数：N1)与磁通 密度检测用次级线圈(圈数:N2)的被测试样品，通过功率放大器（单 独销售的选用件） ，与本产品连接后的概念图 Fig.2-2。 由本产品内置的信号源产生励磁信号，该信号通过功率放大器放大后， 印加到初级线圈上，在励磁线圈上产生励磁电流 i1(t)。 该励磁电流 i1(t)通过本产品内置的阻值为 Rs 的分流电阻转换为 Vs(t)。
μa Pc Pcv Pcm θ 2Φm V2m
－ － －
损耗系数 相位角 品质因数 总谐波失真
Table.2-1 所显示的各测试项目在本产品中的计算公式如下。
检测b-h磁滞回线的原理和方法
检测b－h磁滞回线的原理和方法
磁滞回线是描述磁性材料在外加磁场作用下磁化状态随磁场变化的曲线。
检测磁滞回线的原理和方法如下：
原理：
磁滞回线检测的原理基于磁性材料在外加磁场下的磁化特性。
当外加磁场改变时，磁性材料内部的磁矩也会发生变化，导致磁感应强度的变化。
磁滞回线的形状和特征可以反映出材料的磁性能，如矫顽力、剩磁等参数。
方法：
1. 磁滞回线测试仪，使用专门的磁滞回线测试仪器进行测试。
该仪器通过施加不同大小和方向的磁场，测量材料的磁感应强度，从而绘制出磁滞回线图像。
2. 磁场施加，利用电磁铁或永磁体等磁场源对磁性材料施加不同大小和方向的磁场，记录相应的磁感应强度。
3. 数据处理，通过测量得到的磁感应强度数据，进行曲线拟合
和分析，得出磁滞回线的形状和相关参数。
4. 结果分析，根据磁滞回线的形状和特征，分析材料的磁性能，如矫顽力、剩磁、磁导率等指标。
总之，检测磁滞回线的原理是基于磁性材料在外加磁场下的磁
化特性，通过施加磁场并测量磁感应强度来绘制磁滞回线图像，从
而分析材料的磁性能。
这种方法可以帮助工程师和科研人员了解材
料的磁性能，指导材料的选用和应用。
测定铁磁材料的μ—h曲线 实验报告
测定铁磁材料的μ、B与H的关系【实验目的】1．研究测定μ、B与H关系的方法2．测定样品的Hc、Br、Bm和Hm等参数。
3．测定样品的基本磁化曲线，作μ－H曲线。
【实验原理】铁磁物质的磁化过程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磁滞回线测量线路起始磁化曲线和磁滞回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。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率很高。
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2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。
实验线路如图1，待测样品为Ｅ１型矽钢片，励磁线圈匝数Ｎ1＝５０；用来测量磁感应强度Ｂ而设置的探测线圈匝数Ｎ2＝１５０；Ｒ1为励磁电流取样电阻，Ｒ１为０.５Ω～５.０Ω设通过励磁线圈的交流励磁电流为Ｉ１图2 起始磁化曲线和磁滞回线图3基本磁化曲线（1）H：根据安培环路定律，样品的磁化场强（２０—１）式中：Ｌ为样品的平均磁路，本实验Ｌ＝６０.０ｍｍ。
设Ｒ１的端电压为Ｕ１，则可得因此，（２０—２）式（２０—２）中的Ｎ１，Ｌ，Ｒ１均为已知常数，所以由Ｕ１可确定Ｈ。
（2）B：样品的磁感应强度Ｂ的测量是通过探测线圈和Ｒ2Ｃ2组成的电路来实现的。
根据法拉第电磁感应定律，在交变磁场下由于样品中的磁通量φ的变化，在探测线圈中产生的感生电动势的大小（２０—３）由式（２０—３）可推导出（２０—４）Ｓ为样品的截面积。
如果忽略自感电动势和电路损耗，则回路方程为Ｅ＝Ｉ2Ｒ2＋Ｕ2式中：Ｉ2为感生电流；Ｕ2为积分电容Ｃ2两端电压。
设在Δｔ时间内，Ｉ2向电容Ｃ2的充电电量为Ｑ，则Ｕ2＝Ｑ/Ｃ2因此Ｅ＝Ｉ2Ｒ2＋Ｑ/Ｃ2如果选取足够大的Ｒ2和Ｃ2使Ｉ2Ｒ2>>Ｑ/Ｃ2则Ｅ＝Ｉ2Ｒ2 ，所以（２０—５）由式（２０—４）和式（２０—５）可得（２０—６）式中：Ｃ2，Ｒ2，Ｎ2和Ｓ均为已知常量（本实验中Ｃ2＝２０μＦ，Ｒ2＝１０ｋΩ，Ｓ＝８０mm2），所以测量Ｕ2可确定Ｂ【实验步骤】（1）开启示波器电源，工作模式调在x-y 状态，令显示屏上的光点位于坐标网格中心。
描述磁场强度h作用下产生的磁感应强度b的测定过程
磁场强度H与磁感应强度B之间的关系是磁学领域中的重要课题。
在实际应用中，我们经常需要测定特定磁场强度下产生的磁感应强度，以便对材料的磁性能进行评估。
本文将从测定过程、影响因素和实验方法等方面，全面解读描述磁场强度H作用下产生的磁感应强度B的测定过程。
1. 磁场强度H与磁感应强度B的关系让我们来了解一下磁场强度H与磁感应强度B之间的基本关系。
磁场强度H是单位长度内磁场的能量，在物理学中通常用单位安培/米（A/m）表示。
而磁感应强度B则是物体所具有的磁场的性质，通常用特斯拉（T）表示。
二者之间的关系可由麦克斯韦方程组经推导得出，即B=μ0(H+M)，其中μ0为真空磁导率，M为磁化强度。
2. 磁感应强度B的测定过程接下来，让我们详细探讨描述磁场强度H作用下产生的磁感应强度B的测定过程。
测定磁感应强度B通常会利用霍尔效应、法拉第感应定律、磁滞效应等原理进行。
在实验室中，我们可以通过设定不同磁场强度H的电磁场，然后利用霍尔传感器等仪器测量不同位置上的磁感应强度B的数值，从而建立出磁场强度与磁感应强度的关系曲线。
3. 测定过程中的影响因素在测定过程中，会有一些影响磁感应强度B测量结果的因素需要考虑。
温度、湿度、材料本身的磁化特性等都会对测量结果产生一定的影响。
在实验中需要注意控制好这些外部因素，以保证实验数据的准确性和可靠性。
4. 实验方法与设备选择在进行磁感应强度B的测定过程中，合理选择实验方法和设备也是非常重要的。
通常情况下，我们可以选择霍尔效应法、法拉第感应法或磁滞效应法等来测定磁感应强度B。
在实验中选择合适的仪器设备也是至关重要的，比如霍尔传感器、磁场强度计、数字示波器等设备都是常用的测量工具。
5. 个人观点与总结从以上的讨论可以看出，描述磁场强度H作用下产生的磁感应强度B的测定过程是一个繁复而又有趣的过程。
通过实验，我们可以深入理解磁场强度和磁感应强度之间的关系，同时也可以评估材料的磁性能。
在实际应用中，这些知识也具有广泛的应用前景，比如在电磁器件的设计、磁性材料的研究等领域都有重要的意义。
铁硅磁芯bh曲线
铁硅磁芯bh曲线
铁硅磁芯的BH曲线通常是通过表征磁导率μ来描述的，其中B和H分别表示磁通密度和磁场强度，单位分别为特斯拉(T)和安培每米(A/m)。
BH曲线通常通过实验测量获得，并且可以用于描述磁性材料的磁化特性和磁滞现象。
在磁滞现象中，当磁场从H逐渐减小至零时，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。
当H＝0时，B不为零，而保留剩磁Br。
此外，铁硅磁芯还有一个退磁曲线，当磁场反向从O逐渐变至－Hc时，磁感应强度B降为0，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场。
Hc称为矫顽力，它的大小反映磁性材料保持剩磁状态的能力。
永磁体材料bh曲线
永磁体材料bh曲线
永磁体材料的B-H曲线，即磁滞回线，是描述永磁材料在磁场作用下的磁化行为的重要工具。
这条曲线的形状和特性反映了永磁材料的内在磁性能，为工程师和研究人员提供了关于材料性能和使用范围的重要信息。
在B-H曲线中，B代表磁感应强度，H代表磁场强度。
当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如曲线初始部分所示。
随着H的进一步增大，B的增长速率也逐渐加快，直到达到饱和磁感应强度Bs，此时，即使再增加磁场强度，磁感应强度的增加也非常有限。
当磁场强度从最大值开始减小时，B并不沿着原来的路径返回，而是滞后于H的变化，这就是所谓的“磁滞”现象。
随着H的减小，B也逐渐减小，但减小的速率较慢。
当H减小至零时，B并不为零，而是保留一定的磁感应强度，这就是永磁材料的剩磁Br。
要消除剩磁，必须施加反向磁场。
当反向磁场逐渐增大到某一值时，磁感应强度B 降为零，这个值被称为矫顽力Hc。
矫顽力的大小反映了磁性材料保持剩磁状态的能力，是永磁材料的一个重要性能指标。
B-H曲线的形状和特性与永磁材料的成分、制备工艺和使用条件密切相关。
因此，通过测量和分析B-H曲线，可以了解永磁材料的性能特点，为材料的优化设计和应用提供指导。
实验 7.1 磁性材料bh曲线
实验7.1磁性材料B-H特性的测量实验原理1.磁性材料自然界中的任何物质均有磁性，故其处于磁场Ｈ中时，均或多或少地被磁化。
假如用Ｍ表示体积磁化强度（单位体积内的磁矩），则Ｍ＝χＨ，χ为体积磁化率。
我们可根据χ的大小、符号及其他特性，大体上将物质磁性分成五种：1.逆磁性。
此种磁性的χ＜0，即磁化强度Ｍ与磁化场Ｈ相反取向；｜χ｜值很小，约１0－5～１0－6，且和温度无关。
很多非金属如Si、Ｐ、S等及有机化合物类，多表现为此种磁性；2.顺磁性。
其χ＞0，即磁化强度Ｍ和磁化场Ｈ同向；其数值也很小，约１0－4左右，且与温度Ｔ有关：多数服从居里外斯定律χ＝c／（Ｔ－θP），少数服从居里定律x=/T。
θP为顺磁居里点，在通常情况下，χ和磁化场Ｈ无关。
许多稀土和过渡族金属的盐类表现出此种磁性；3.反铁磁性。
这种磁性的χ和上述的顺磁性相似，在较高温度时服从居里外斯定律，χ＝c／（Ｔ－θa），不过θa常为负值，并非真实的相变温度。
真实的相变温度为θN（称为耐尔点），χ在Ｔ＞θN范围内为典型的顺磁特性，而Ｔ＜θN范围内其值反而随温度的降低而减小；4.铁磁性。
这是较复杂而对人类最有用的磁性之一，其χ既与温度、又与磁场有复杂的关系，当Ｔ＞θf时，此类物质表现出典型的顺磁性，χ值也较低；但在Ｔ＜θf区间，χ-Ｔ呈复杂的关系，出现铁磁性，χ值与磁化场有关，其最大值因材料而异，在１00～１05范围内。
称相变点θf为铁磁居里点；5.亚铁磁性。
这是一种更为复杂的磁性，其宏观行为极似于铁磁性，只是此种磁性来源于物体内的大小不等但反向耦合的未抵消磁矩部分，故其M随温度Ｔ的变化更复杂。
以上的五类磁性中，前三种为弱磁性，后两种为强磁性。
2.原理介绍磁学量多数为导出量，例如电流、电压、作用力等可以直接测量，但磁通、磁感应强度等必须借助热学的、电学的、光学的物理量测量结果推算出来。
常用的且方便的方法是利用电磁感应定律，从测量的电学量推算出磁学量。
磁性材料测量(4)—磁场强度H、磁通量Φ、磁感应强度B
磁场强度H、磁通量Φ、磁感应强度Ｂ磁场强度H和磁感应强度B是最常用描述磁场的参数。
其他参数都是建立在两者的基础上的，例如磁导率（B/H），磁损耗（H•dB/dt）,极化强度（B-μ0H），磁化强度（B/μ0-H）和磁化曲线（B=f（H））。
洛伦兹1982年发现，在电磁场中，运动速度为v的电荷q受到的力为：F=q (E +vμ0H)……………………(2.9)；通常，这个力可以分解为两部分：第一个是由电场Ｅ引起的力：F′=qE……………………………………………(2.10)第二个是由磁场H产生的力：F′′=qv×μ0H……………………………………(2.11) 因此在电磁场中，电场在任何情况（静止和移动）下都产生作用力，而磁场只在运动的电荷中产生作用力。
磁场强度（有时也称磁场密度）H的单位是1A/m（安培每米）。
磁场H在区域A 中产生了磁通量Φ，磁场量Φ与磁材料介质的磁导率μ和磁化强度M有关。
在真空中磁化强度为零，磁导率用μ0表示，此时磁场所引起的磁通量为：Φ=μ0•AH…………(2.12)磁通量的单位是Wb（韦伯）或Vs。
如图2.3所示，在铁屑中很容易发现磁通量的存在和方向。
磁感应强度B（有时也称为磁通密度）是一个更常用的物理量，表示为：B=Φ/A………(2.13)；从式（2.12）和式（2.13）可以看出，真空中磁场强度和磁感应强度之间的关系为：B=μ0H…………(2.14)；磁感应强度的单位是T（特斯拉）。
根据式（2.14），真空中磁场强度H和磁感应强度B之间关系是线性的（μ0为常数）。
基于这个原因，哪个量用作参考源并不重要，即因和果是独立的，但通常以磁感应强度作为磁场的参考标准。
这个标准定义了电流所产生的磁场和机械力之间的关系。
在磁感应强度B为1T时，通过1A的电流，长为1m的载流导体产生的力为1N（力的方向垂直于磁通的方向），如图2.4所示。
还可以根据法拉第定律确定磁感应强度单位：连接一个单匝线圈，如果其磁通量在1s内以匀速变化到0，产生1V的电动势，则其磁通量的值就是磁感应强度（见图2.4b）。
三种不同的磁介质的b-h关系曲线
一、介绍磁介质及其在电磁学中的作用磁介质是指在外加磁场作用下能够产生磁化的材料。
磁介质在电磁学中起着重要的作用，它们可以用于制造变压器、电感器、磁性存储器等电磁设备，同时也被应用于信息存储、传感器、电磁屏蔽等方面。
二、B-H关系曲线的定义B-H关系曲线也被称为磁滞回线，它表示了磁介质在外加磁场下的磁化特性。
通过测量磁介质在不同外加磁场下的磁化强度和磁场强度的关系，可以得到B-H关系曲线。
B-H关系曲线是研究磁介质特性的重要工具，可以帮助我们了解磁介质的磁化行为、磁滞损耗等性质。
三、磁介质的分类及特性1. 铁磁性材料：铁磁性材料是一类常见的磁介质，其具有明显的磁滞特性和磁饱和现象，通常用于制造变压器、电感器等电磁设备。
铁磁性材料的磁化曲线呈现明显的磁滞现象，磁化强度随着外加磁场的增大呈非线性变化。
2. 铁氧体材料：铁氧体是一类具有特殊磁性和电性能的陶瓷材料，广泛应用于电磁设备中。
其磁化曲线一般以非线性的形式呈现，具有较高的矫顽力和饱和磁感应强度。
3. 铁氧体材料：铁氧体是一类具有特殊磁性和电性能的陶瓷材料，广泛应用于电磁设备中。
其磁化曲线一般以非线性的形式呈现，具有较高的矫顽力和饱和磁感应强度。
四、三种不同磁介质的B-H关系曲线1. 铁磁性材料的B-H关系曲线：铁磁性材料的B-H关系曲线呈现明显的对称性，在磁化过程中存在明显的磁滞现象。
随着外加磁场的增大，磁化曲线逐渐变宽，磁化强度增大，最终趋于饱和。
2. 铁氧体材料的B-H关系曲线：铁氧体材料的B-H关系曲线呈现非线性的特点，表现为磁化曲线不对称，有明显的饱和磁感应强度，并且矫顽力较大。
3. 铁氧体材料的B-H关系曲线：铁氧体材料的B-H关系曲线呈现非线性的特点，表现为磁化曲线不对称，有明显的饱和磁感应强度，并且矫顽力较大。
五、不同磁介质的应用领域及发展趋势1. 铁磁性材料的应用领域主要包括电力电子器件、变压器、电感器等电磁设备，随着现代电子技术的发展，对铁磁性材料磁化特性的要求也越来越高。
B-H曲线
课题名称：磁滞曲线（B-H）的测量一、实验基本概念（1）磁滞回线的定义在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。
（2）铁磁质材料的磁化规律（B-H关系）在强度为H的磁场中放入铁磁物质，则铁磁物质被磁化。
铁磁物质的磁化规律可用磁化场的磁场强度H和磁感应强度B之间的关系来说明（即B-H曲线）。
（3）初始磁化曲线和磁滞回线的基本概念▽初始磁化曲线（oa段）：H↑ B↑直到饱和（Hm，Bm）磁饱和现象：当H>Hm，Bm基本不变。
▽磁滞回线：H从Hm逐渐减小，虽然B也随之减小，但并不按oa段逆向减小，而是按ab段减小，在H减为0时，B并未减为0，而是B=Br。
▽剩磁：磁化后，当H=0，B=Br（剩磁）▽矫顽力：磁化后，要使B=0（完全消磁），必须施加反向磁化场，且使H=—Hc（矫顽力）▽磁滞回线：磁饱和后，使磁化场H从Hm到—Hm的过程中，铁磁质的磁化状态沿如图的闭合曲线（磁化曲线）变化二、实验目的（1）测量磁滞回线（B-H曲线）（2）在不同频率下的B-H曲线三、实验电路图四、实验原理根据安培环路定律，磁环中产生的磁场H 为： 11N I H L =......（1） 式中L 为磁环样品的平均磁路长度 取样电阻R1的输出电压为：11H U I R = (2)由式（1）和（2）得：11H N H U LR = ……（3） 在式（3）中，11,,N L R 为已知常数，只要测出H U ，就得到磁场强度H.设磁场H 在磁环样品中产生的磁感应强度为B ，由法拉第电磁感应定律可知，有效横截面积为S 的测量线圈的磁通量Φ=BN 2S ，测量线圈产生的感生电势为：22d dB E N S dt dtΦ=-=-……（4） 为了测量B ，用R 2C 电路队感生电势E 2进行积分，选择R 2和C 的数值使R 2≫1/ωC ，ω为励磁电流的频率，则E 2≈ 22I R ，积分电容C 的输出电压B U 为：222221B C N S N S Q U U I dt dB B C C CR CR =====⎰⎰……（5） 由式（5）得：22B CR B U SN =……（6） 式（6）中，22,,,N C S R 为已知常数，只要测出B U ，就得到磁场感应强度B 。
铁芯bh曲线直流测量
铁芯bh曲线直流测量一、引言铁芯BH曲线是描述磁性材料磁化状态的重要参数之一。
在电力系统中，直流测量是一项重要的技术，而铁芯BH曲线直流测量则是其中的重要内容。
本文将从以下几个方面对铁芯BH曲线直流测量进行详细介绍。
二、铁芯BH曲线概述1. 铁芯的定义和分类铁芯是指由磁性材料制成的具有良好导磁性能的芯子，用于电感器、变压器等电气设备中。
根据材料不同，可以分为硅钢、镍钢、铝镍钴等类型。
2. BH曲线的概念和意义BH曲线是描述磁性材料在外加磁场作用下磁化状态的图像，其中B表示磁场强度，H表示磁场强度对应的磁通密度。
通过BH曲线可以了解材料在不同外加磁场下的导磁性能以及饱和状态等信息。
三、直流测量原理1. 测量原理铁芯在外加直流电源作用下会产生一定大小和方向的剩余磁通，通过测量剩余磁通和外加磁场的关系，可以绘制出铁芯的BH曲线。
2. 测量方法目前常用的直流测量方法有两种，一种是电桥法，另一种是霍尔元件法。
其中电桥法需要使用交流电源进行工作，而霍尔元件法则可以使用直流电源进行工作。
四、测量步骤1. 准备工作在进行直流测量前，需要准备好铁芯样品、直流电源、磁通计等设备，并对设备进行校准。
2. 测量步骤（1）将铁芯样品放置在磁通计中，并将直流电源接入。
（2）逐渐增加直流电压，记录下每个电压下的磁通值。
（3）根据记录的数据绘制出BH曲线，并分析曲线特征。
五、影响因素及应对措施1. 温度影响铁芯的导磁性能会随着温度变化而发生变化，因此需要在测量过程中控制好温度，并进行补偿处理。
2. 磁场均匀性影响由于外加磁场存在不均匀性，会导致测量结果不准确，因此需要采取措施提高磁场均匀性。
3. 电源稳定性影响直流电源的稳定性会影响测量结果的准确性，因此需要选择稳定性好的电源，并进行校准。
六、应用领域铁芯BH曲线直流测量在电力系统中有广泛应用，包括变压器、电感器等设备的设计和制造等方面。
同时，在材料科学、磁学等领域也有重要应用价值。
b-h曲线 磁通密度模
b-h曲线磁通密度模
b-h曲线是描述磁通密度与磁场强度之间关系的曲线。
其中，磁通密度（B）表示磁场中的磁感应强度，单位为特斯拉（T）；磁场强度（H）表示磁场中的磁场强度，单位为安培/米（A/m）。
磁通密度模（B-H curve）即b-h曲线上的点表示了磁场中的磁通密度与磁场强度的对应关系。
这个关系通常在磁性材料的磁化过程中很重要，因为它可以告诉我们材料在不同磁场强度下的磁应力情况。
对于铁磁材料，b-h曲线通常会形成一个非线性的饱和曲线。
随着磁场强度的增加，磁通密度也会增加，但在达到一定饱和点后，磁通密度不再增加。
这是因为材料中的磁畴已经被完全磁化，无法再增加磁场强度，因此磁通密度趋于饱和。
对于非铁磁材料，b-h曲线通常呈线性关系，即磁通密度与磁场强度成正比。
这是因为非铁磁材料没有明显的磁畴结构，磁化过程更加简单。
总之，b-h曲线可以帮助我们了解材料的磁性质，特别是在磁场强度较高时的饱和情况。
这对于研究和应用磁性材料非常重要。
q235材料的b-h曲线
q235材料的b-h曲线
Q235材料的B-H曲线描述了在外加磁场作用下材料的磁化特性。
这条曲线显示了材料在不同磁场强度下的磁感应强度随着磁场的变
化情况。
对于Q235材料来说，其B-H曲线会显示出一定的磁滞回线
和磁导率特性。
B-H曲线的形状和特性对于材料的磁性能有着重要
的影响，对于磁性材料的工程应用具有重要意义。
通常，B-H曲线
可以通过实验测量得到，也可以通过磁性测试仪器来获取。
这些数
据对于电机、变压器、感应加热等领域的磁性材料选型和设计具有
重要的参考价值。
铁磁材料的H-B-μ关系_图文
对实验的要求： 两个样品都要测量 数据处理后，在绘图纸上手工绘出两个样品的H-B
和 H- 关系曲线（共四条曲线）
实验内容
按照教材上的说明进行操作。 两个样品都要测量。
使用示波器注意事项
只允许调节 灵敏度外圈旋钮
需要在显示屏上读数，
误按下了“×5扩展”按钮 ，结果变成正常值的5倍。
读数时注意
如果直接读取磁滞曲线的单个 顶点的位置，则误差较大。
建议读取两个顶点之间的距离 并除以2（有些教材把这个2写 在H和B的表达式的分母中）。
要注意自己是如何读数的，公 式该如何写。
规范地记录数据 认真记录观测数据 常数也都要记录下来
实验报告中必须写清楚“实 验原理”（包括物理概念和 仪器测量原理）。
要分析所绘曲线的特征！
U
Ux
Uy
HLeabharlann B如何检查数据是否正确？
若 R1=2.5，则为 333.3 Ux
Hm最大值约为 400， 所以Ux最大值约为1.5v
Bm最大值约为1.2 T， 所以Uy最大值约为160mv
规范地进行数据处理，写出详细计算表达式
先写公式，然后代入常数，计算出结果
处理数据时，有可能 H 和 B 值计算出错。所以必须在报告纸上写出 H 和 B 的计算表达式，并把各个常数代入计算出来。以方便事后检查。
数据记录表格示例
U
Ux
Uy
H
B
U Lx Sx Ly Sy H B
实验安排
补偿原理的研究（2） 测甲电池的内阻 由于甲电池（尤其是用
铁磁材料的H-B-μ关系_图文.ppt
最新B-H特性测量ppt课件
软磁B－H特性测量
实验目的
了解磁性材料的分类及各自的特性； 了解HT600 B-H软磁材料测量系统的结构和
测量原理； 掌握利用该系统研究软磁材料磁化曲线、
磁滞回线和μ-H关系曲线的实验方法和技能。
仪器设备
•HT600 B-H软磁材料测量系统 •计算机 •待测的软磁样品
HT600软磁测量仪原理图 磁化装置
B值测量
H定标
磁滞回线
退磁曲线 最大磁导率µ m
起始磁化曲线
起始磁导率µi
矫顽力：BHc
增量磁导率µd=B/H
B－H特性曲线测量原理
H定标
i1
U1
R1
N1为励磁绕组匝数，R1为励磁电流分流电阻， 同时也是输出U1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
∮H•dl=ΣI ∴ H= i1N1/L ∵ i1=U1/R1 L为样品的平均磁路长度 ∴ H=(N/LR1)U1 所以，我们可以通过测量U1，计算出场强H。
4.打开测量软件，根据测量样品的具体参数在测量参数 对话框中输入测量参数。
5.测量磁化曲线和磁滞回线，并记录测量条件。测量 磁化曲线前首先需要对样品进行交流退磁。
6.分析实验结果，撰写实验报告。
软磁材料的磁滞回线
Bm Br
Hc Hm
软磁材料的磁化曲线
Bs Um
Bum
磁化曲线 磁导率曲线
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁性材料B-H 特性的测量摘要：关键词：B-H 磁滞回线 剩磁B r 最大磁能积（BH ）m 退磁曲线 矫顽力B H c一、引言磁性材料，一般只具有铁磁性或亚铁磁性并具有实际应用价值的磁有序材料。
广义的磁性材料也包括具有实际应用价值或可能应用的反铁磁材料或其他弱磁性材料。
磁性材料种类很多，磁特性参量不少。
从技术应用角度出发，常关注材料的B-H 特性。
从B-H 磁滞回线上可以方便地得到这样一些参量：（1）剩余磁感应强度B r （简称剩磁），其意义在于磁性材料被饱和磁化后，材料内部磁化场下降到零时，材料内所保存的磁感应强度值，通常M r <B r 。
（2）最大磁能积（BH ）M ，磁性材料B-H 磁滞回线第二和第四象限部分称为退磁曲线。
退磁曲线上每一点的磁感应强度B 和磁场强度H 的乘积BH 称为磁能积，其中最大者称为最大磁能积。
这是磁性材料单位体积储存和可利用的最大磁能密度的量度。
（3）矫顽力B H c ，它是指磁性材料B-H 退磁曲线B=0处的磁场强度，其意义是对磁性材料反向磁化过程中，使B=0的反向磁场大小，通常B H c <M H c 。
根据磁性材料矫顽力的大小，可将磁性材料分为三类，及软磁、半硬磁及硬磁。
很多变压器铁芯，偏转线圈磁芯都是软磁材料制成的。
硬磁材料都是作为磁场源（各种永久磁铁）来应用的。
磁性材料应用十分广泛，其特性测量方法有特殊性。
学习B-H 特性测量既有实用意义，又有方法学上的意义。
二、实验原理磁学量多为导出量，例如电流、电压、作用力等可以直接测量，但磁通、磁感应强度等必须借助热学的、电学的、光学的物理量测量结果推算出来。
常用的且方便的方法是利用电磁感应定律，从测量的电学量推算出磁学量。
根据法拉第定律，一个开路线圈内的磁通发生变化时，其两端产生感应电压dtt d t )()(Φ-=ε （1） 如果线圈很截面积S 、匝数N 均为定值，则 dtt dB NSt )()(-=ε （2） 对感应电压积分有 ⎰⎰-=dtt dB NS dt t )()(ε （3） 则有⎰-=tdt t NSt B 0)(1)(ε （4）对线圈两端感应电压进行积分，有许多办法和仪器，用得比较普遍的是R C -有源积分器。
基本的R-C 有源积分器如图1所示。
考虑到运算放大器有很大的输入阻抗和输入端可看成“虚地”的性质，有如下关系： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=⎰⎰dt t i C t e dt t i C t Ri t e i i i i )(1)()(1)()(0 （5） 若适当选择R 、C 的数值，满足f RC π21>>，f 为输入信号频率，则Rt e t i i i )()(≈（6） ⎰-≈dt t e RCt e i )(1)(0 （7） 若dtt dB NS dt t d t t e i )()()()(-=Φ-==ε，则 ⎰∆==B RCNSt dB RC NS t e )()(0 （8） 0e NSRCB =∆ （9）三、实验仪器图2是根据法拉第感应定律用有源积分器进行B-H 磁滞回线测量的仪器框图。
图1 有源积分器基本原理图其中函数发生器和功率放大器给磁化装置提供随时间变化的磁化电流，磁通变化率检测装置（检测线圈）将感应电压dtt d t e )()(Φ-=送给积分器，积分器输出与磁通Φ成正比的信号至X-Y 记录仪的Y 输入。
外加磁场测量装置测出与磁场对应的信号送至X-Y 记录仪的X 输入。
于是记录到Φ-H 曲线。
再通过Φ与B 的关系算出B-H 曲线。
反馈网络是为了控制函数发生器的扫描速度在Φ变化剧烈区间，Φ变化缓慢些，以便记录更精确。
四、硬磁材料的B-H 磁滞回线测量硬磁材料矫顽力B H c 高，饱和磁化场H S 高。
因此长江待测样品夹在电磁铁两磁极间，并尽可能使样品两端面平行光洁，与电磁铁两磁极紧密接触，以避免在样品内出现退磁场。
在样品上紧密绕N 匝线圈，线圈两端接入高输入阻抗的有源积分器。
利用磁场的切向连续性，将特斯拉计探头紧靠样品表面，测出样品的磁化场H 。
图3为测量装置示意图。
B-H 磁滞回线的第二（第四）象限部分称退磁曲线，如图4所示。
如将退磁曲线上各点的H 值和B 值相乘后，可发现乘积中有一个最大值，称为最大磁能积，即为（HB ）M ，是硬磁材料最重要的参数之一，并可近似地从作图法求得，即分别从B r 和H c 作H 轴与B 轴的平行线交于O ’，则直线O-O ’与退磁曲线的交点P 所对应的H 与B 值，就是达到该种硬磁材料最大磁能积的相应值。
当利用硬磁材料产生恒定磁场时，就应根据实际可能，尽量将硬磁材料器件的形状设计成使该器件出于该种材料最大磁能积所对应的B M 处。
图2 B-H 回线测量仪器框图 图3 硬磁材料B-H 磁滞回线测量装置五、软磁材料的B-H 磁滞回线测量软磁材料的H c 低，饱和磁化场H S 低，一般情况将样品制成环状，作如图5的配置。
在磁化线圈N i 中通过适当的交变电流使其磁化。
线圈N 2为检测线圈，其两端电压dtt d t )()(Φ-=ε。
磁化场H 的测量可以根据安培环路定律，通过测量磁化线圈N i 中的电流得到，即11N i HL =LN i H 11=（10） 其中L 为环的平均长度。
又H N Lr r i V r 1111==，因此可将r 1上的电压信号送至X-Y 记录装置的X 输入端，将积分器的输出送X-Y 记录仪的Y 输入端，记录到Φ-H 回线。
在如图5所示的测量方法中，SN B 2Φ=，其中S 为样品环的截面积。
从而由Φ-H 回线，很容易得到B-H 磁滞回线。
测量软磁材料的直流特性，甚低频特性时，X-Y 记录仪常用计算机采集系统等。
测量软磁材料的交流特性，特别是高频特性，记录装置可用示波器。
图4 退磁曲线图5 软磁材料B-H 回线测量装置六、实验内容测出环状铁氧体永磁材料，块状硬磁材料，环状高频磁芯和软铁环的Φ-H曲线。
根据Φ-H 曲线，画出B-H曲线，按图6所示的定义，算出剩磁B r，矫顽力B H c，最大磁能积（HB）M。
待测量亦可在Φ-H曲线上测出。
七、实验数据与处理1、实心磁铁测量数据与处理（1）、磁铁直径测量如表1所示表1 磁铁直径测量测量一/cm 测量二/cm 测量三/cm 平均值/cm2.65 2.68 2.69 2.67由此可以计算得到实心磁铁的面积226.5)2/(cmdS==π。
（2）、实验室仪器给出的Φ-H图像如图7所示图7 实验室仪器给出的Φ-H图像（3）、用origin作出B-H图像线圈匝数N=10匝，由磁通量公式NBS=Φ可以求得磁感应强度B，从而作出B-H图像如图8所示。
图6 B-H磁滞回线图8 用origin 作出B-H 图像根据图8可以得到剩磁T B r 8.36=，矫顽力m KA H c B /161=，在m KA H /7.86-=时，有最大 磁能积m T KA BH M /97.1655)(⋅=。
2、环形磁铁测量数据与处理 （1）、空心线圈与环形磁铁直径测量空心线圈内径测量如表2所示，环形磁铁内外径测量如表3所示。
表2 空心线圈内径测量测量一/cm 测量二/cm 测量三/cm 测量四/cm 平均值d 0/cm3.40 3.40 3.453.45 3.43表3 环形磁铁内外径测量测量一/cm 测量二/cm 测量三/cm 测量四/cm 平均值/cm 内径 1.82 1.82 1.85 1.80 d 1=1.82 外径 3.193.203.183.15d 2=3.18由此可以计算空心线圈与环形磁铁的面积分别为22002.9)2/(cm d S ==π，[]2212213.5)2/()2/(cm d d S =-=π。
（2）、空心线圈测量对于空心线圈有aH HS n S H n nBS ====Φ00)(μμ，其中a 为线圈常数。
实验室仪器所测图像如图9所示。
图9 空心线圈Φ-H 图像通过数据用origin 所作图并作现行拟合后如图10所示。
图10 用origin 所作Φ-H 图像由图10可以得到Φ-H 图像斜率即线圈常数KA m mWb a /32267.0⋅=，因此可以得到线圈匝数)(279/00匝==S a n μ。
（3）、样品测量对于样品，由于空心线圈面积大于环形磁铁，故环形磁铁周围存在空隙。
下面推导此种情况下环形磁铁内磁感性强度B 与总磁通量Φ和磁场H 的关系：1101100110010)()(nBS HS n aH nBS S S H n nBS S S nB +-=+-=+-=Φ+Φ=Φμμ 上式表示总磁通量Φ应该为空隙磁通量Φ0和磁铁磁通量Φ1之和，其中10S S -为空隙面积。
由此可得H nS aHnS HS n aH B 01110μμ+-Φ=+-Φ=由此根据Φ-H 图像可以算出B ，从而得到B-H 的关系图。
实验室仪器给出的Φ-H 图像如图11所示，用origin 作出的B-H 的关系图如图12所示。
图11 实验室仪器给出的Φ-H 图像图12 用origin 作出的B-H 的关系图由图12可以得到剩磁mT B r 5.271=，矫顽力m KA H c B /6.176=，在m KA H /0.101-=时，有最大磁能积m mT KA BH M /3.14504)(⋅=。
八、思考题1、如何利用B-H 回线算出内禀矫顽力M H c ？ 答：利用HBM -=μ求出M-H 曲线，再用与求B H c 类似的方法就可以找到M H c 。
2、用作图法求得的最大磁能积（BH ）M 与计算的（BH ）M 有何差别？答：作图法将退磁曲线近似为一段直线。
但是，实验实际测量得到的结果明显偏离直线，因此用作图法得到的结果并不准确。
通过计算得到的（BH ）M ，其精确度只和测量精度有关，因此，计算得到的（BH ）M 比作图法精确。