磁滞回线实验

B
Bmax
O M
N
P
B H曲线
max
O
H曲线
H
H
物理实验中心
(1)铁磁材料的——起始磁化曲线
对处于磁中性(B=H=0)的铁磁材 料进行磁化，B随H变化并在某时 B达到饱和时的曲线。
B
B=μH
O H
(2)铁磁材料的——磁滞回线
◆磁滞现象
磁性材料中磁感应强度B的变化总是落后于外磁场 变化的现象。 ◆磁滞回线 磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线 是一条封闭的曲线，这条曲线就叫磁滞回线。
磁导率高、磁滞性、居里点
硬磁：永久磁铁等
(矫顽力、剩磁、磁滞损耗大)
矩磁：锰镁铁氧体等
(剩磁与饱和磁感应强度相等)
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2、铁磁材料的磁化规律
磁性材料的磁感应强度B随磁场强度H变化的曲线 称为磁化曲线，也叫B—H曲线，它们之间的关系 为B=μH。然而铁磁材料的磁导率μ不是常量， 因此B与H是非线性关系。 磁化曲线是用来描述铁磁性物质磁化特性的。
饱和的磁滞回线
(面积不再增加)
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(4)铁磁材料的——磁滞损耗 ◆ 铁磁材料置于交变磁场中，材料被反复交变磁化， 磁畴互相不停地摩擦而消耗能量，并以产生热量 的形式表现出来，造成的损耗为磁滞损耗。
(铁磁材料的磁介质分子间有较强的耦合作用，使内部有许多带有一定取向自发磁 化的小区域，称为磁畴)
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七、注意事项
1、接线时注意GND接地线要连通
2、实验前必须将待测材料预先退磁
3、励磁电压在实验过程中不可时增时减
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八、思考题
1、实验前为什么要退磁？如果不退磁对实验 结果会有什么影响？ 2、为什么测绘磁滞回线时，励磁电压不宜过 高或过低？ 3、如何判断铁磁材料属于软磁或硬磁材料？
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◆铁磁材料的磁滞回线 饱和磁感应强度 剩余磁感应强度 矫顽力 起始磁化曲线
Bs Br Hc
Bs Br. . c b a
B
.
s
●
顶点
d. . -Hs -Hc o
.
. .
Hc Hs
H
磁滞回线 ◆磁滞回线的特点 磁饱和性、磁滞性、不可逆性、中心对称性、 存在居里点。软磁磁滞回线较窄，硬磁磁滞回线较宽 s′
◆ 可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。 磁滞损耗用ph表示，它与磁场交变的频率f、铁心 的体积V和磁滞回线的面积∮HdB成正比，即
Ph=fV∮HdB = Ch f Bm nV
Bm为磁感应强度的最大值，Ch为磁滞损耗系数，一般n=1.6～2.3。
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3、测定磁滞回线与磁化曲线的基本原理 本实验采用非电量的电测法，将不易测量的磁学 量转换为易于测量的电学量。
●
.
Bs
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(3)铁磁材料的——基本磁化曲线
◆对同一铁磁材料从磁中性时由交变磁场由弱到强 依次进行磁化，可得到面积由小到大的一簇磁滞回 线，将各条回线的顶点连接起来所得的曲线 ◆基本磁化曲线与起始磁化曲线差别很小
(磁性材料在磁中性下磁化时，基本磁化曲线就是起始磁化曲线)
基本的磁化曲线 磁滞回线
备注
L=60mm，S = 80mm2，N=50匝，n =150匝，R2=10kΩ，C2 = 20μF，R1=2.5Ω
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六、实验步骤
1、实验系统的准备与电路的连接 2、打开仪器电源开关，屏幕显示“欢迎使用磁滞回线测试仪” 3、实验参数的设置(实验仪R1=2.5Ω,U=0V) 4、对样品进行退磁处理，而后把励磁电压调到0.5V 5、连续按实验仪面板功能键7次，直到液晶显示屏显示采样数n 与信号频率f的数值为止,并记录相应数据 6、再按功能键1次，显示矫顽力与剩磁的数据，并记录 7、再按功能键1次，显示Hm与Bm的数据，并记录 8、再按功能键1次，显示磁滞损耗与H-B的数据，并记录 9、按下复位键，屏幕再次显示“欢迎使用磁滞回线测试仪” 10、逐次增加励磁电压的幅度，重复第5步到第9步，并记录数据 11、绘制饱和的磁滞回线与基本的磁化曲线图，并标注相关参数 12、实验仪器的整理
三、实验原理
1、磁性材料(磁介质)
处在磁场中与磁场发生相互作用能够被磁化的物质 顺磁质：氮、氧、铝、铬等
(μr>1，B′与B0同向，弱磁性)
分
抗磁质：金、银、铜、铅等
(μr<1， B′与B0反向，弱磁性)
类
软磁：变压器铁芯等
(矫顽力、剩磁、磁滞损耗小)
铁磁质：铁、钴、镍等
(μr>>1，B′与B0同向，强磁性)
磁滞回线实验数据记录表
磁场强度 Hm(A/m) 磁感应强度 Bm(T) 磁滞损耗 (J/m3) 相位差 H-B(度)
样品1 样品2 样品1 样品2 样品1 样品2 样品1 样品2 样品1 样品2 样品1 样品2 样品1 样品2
0.5 1.0 Baidu Nhomakorabea.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0
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◆铁磁材料 磁滞回线与磁化曲线的测定
主讲：巫志玉
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司南
磁悬浮列车
发电机
变压器
磁存储器
核磁共振仪
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一、实验目的
1、了解铁磁材料的磁化规律 2、理解铁磁材料的几个基本概念
3、掌握磁滞回线与磁化曲线的测定方法
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二、仪器用具
FB310C磁滞回线组合实验仪
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C2 = 20μF，R2=10kΩ，n =150匝，S = 80mm2， 由UB可以确定B。
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四、实验内容
1、观察铁磁材料的磁滞回线 2、测绘铁磁材料的饱和磁滞回线
3、测绘铁磁材料的基本磁化曲线
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五、数据记录表格
励磁 电压 U(V)
频率 f(HZ) 矫顽力 HC(A/m) 剩磁 Br(T)
磁滞回线实验仪原理电路图
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◆待测样品为EI型矽钢片，N为励磁绕组，n为用来测 量磁感应强度B而设置的绕组。R1为励磁电流取样 电阻，根据安培环路定律，样品的磁化场强为：
N=50匝， L=60mm，R1=2.5Ω，由UH可以确定H。
◆根据法拉第电磁感应定律，样品的磁感应强度瞬时值 B与由测量绕组n、R2和C2所组成的电路有关：