物理实验磁滞回线讲义
磁滞回线实验讲义
磁滞回线[引言]磁性材料应用很广，从常用的永久磁铁、变压器铁芯、到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用。
磁滞回线和磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。
用示波器法测量铁磁处理的磁特性是磁测量的基本方法之一，它具有直观、方便、迅速以及能够在不同的磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）测量的优点，适用于一般工厂快速检测和对成品进行分类。
通过实验研究这些性质不仅能掌握用示波器观察磁化曲线和磁滞回线的基本测绘方法，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.掌握用感应法测量磁参量的原理、方法和技术2.了解应力、样品形状、测量频率等因素对磁性的影响3.了解交流磁化曲线的定义和测试方法[实验内容]1.观测样品形状对磁化的影响2.观测应力对磁滞回线的影响，估算磁致伸缩系数3.观测磁滞回线随外加磁场的变化，作换向磁化曲线4.观测磁滞损耗功率随磁场频率的变化[实验原理]一．原理及仪器结构磁滞回线是表达铁磁材料在磁场下磁化和反磁化行为，即描述磁感应强度(B)或磁化强度(M)与外加磁场强度(H)关系的闭合曲线，反映材料的基本磁特性，是M S应用磁性材料的基本依据。
图1是直流磁场下的磁化曲线和磁滞回线。
图中标出了磁性材料的三个重要参数Mr(Br)、Hc、Ms (饱和磁化强度，即当磁化到饱和时M的值)。
在交变磁场中表现出的磁特性—交流磁特性或称动态磁特性和在直流场下的磁特性— 静态磁性有很大不同。
它不仅与材料本征特性有关，而且与测试频率、磁场波形等测试条件有关。
图2表示在相同频率下外磁场幅值大小对磁滞回线的影响。
随磁场变化，磁滞回线大小、形状都在变化。
连接各回线的幅值（图中的Hm 、Bm ）点得到一条通过原点的曲线，称换向磁化曲线或交流磁化曲线。
由图3可以看到，频率对磁滞回线形状有很大影响，矫顽力（H C ）随频率增大而增大。
感应法是一种最基本和常用的磁参量测量方法。
依据法拉第电磁感应定律，在环绕试样的探测线圈内的感应电动势与其中磁通量随时间的变化率成正比，即为dtdB S N ⋅⋅−=ε （1） 其中N 为探测线圈的匝数，S 为样品的截面积，根据（1）式，将试样放在变化的磁场内磁化，则在探测线圈内有与dtdB 成正比的电动势产生。
物理实验指导书：磁化曲线和磁滞回线
磁化曲线和磁滞回线一、实验目的1、通过实验研究铁质材料性质并掌握用示波器观察磁化曲线和磁滞回线的基本测绘方法。
2、从理论利实际应用上加深对材料磁特性的认识。
二、实验原理1、铁材料的磁滞现象铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H 与磁感应强度B 之间的关系的特征。
将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化，当磁场强度H 由零增加时，磁感应强度B 由零开始增加。
H 继续增加，B 增加缓慢，这个过程的B-H 曲线称为起始磁化曲线，如图1中的oa 段所示。
当磁场强度H 减小，B 也跟着减小，但不按起始磁化曲线原路返回，而是沿另一条曲线 (图1中)ab 段下降，当H 返回到零时，B 不为零，而保留一定的值Br ，即铁磁材料仍处于磁化状态，通常Br 称为磁材料的剩磁。
将磁化场反向，使磁场强度负向增加，当H 达到某一值H c 时，铁磁材料中的磁感应强度才为零，这个磁场强度H c 称为磁材料的矫顽力。
继续增加反向磁场强度，磁感应强度B 反向增加。
如图1 cd 段所示。
当磁场强度由-H m 增加到H m 时，其过程与磁场强度从H m 减小到-H m 过程类似。
这样形成一个闭合的磁滞回线。
逐渐增加H 的值，可以得到一系列的逐渐增大的磁滞回线，如图2所示。
把原点与每个磁滞回线的顶端，a 1，a 2，a 3，…连接起来即得到基本磁化曲线。
如图2中oa 段所示。
当H m 增加到一定程度时，磁滞回线两端较平，即H 增加，B 增加很小，在此时附近铁磁材料处于饱和状态。
基本磁化曲线上的点与原点连线的斜率称为磁导率μ，在给定磁场强度条件下表征单位H 所激励出的磁感应强度B ，直接表示材料磁化性能强弱。
从磁化曲线上可以看出磁导率并不是常数。
当铁磁材料处于饱利状态时，磁导率减小较快。
曲线起始点对应的磁导率称为初始磁导率。
磁导率的最大值称为最大磁导率。
这两者反映μ—H 曲线的特点，如图3所示。
2、示波器显示样品磁滞回线的实验原理及电路只要设法使示波器X 轴输入正比于被测样品中的H ，使Y 轴输入正比于样品的B ，保持 H 和B 为样品中的原有关系就可在示波器荧光屏上如实地显示出样品的磁滞回线。
大学物理-磁滞回线实验讲义
41 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线铁磁材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料的主要特征。
根据磁滞回线的不同，可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽磁力Hc 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁力大（大于102A/m），因而磁化后，其磁感应强度可长久保持，适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄，矫顽磁力Hc一般小于102A/m，但其磁导率和饱和磁感强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线，以加深对材料磁特性的认识。
【实验目的】1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2、学会用示波器法观测基本磁化曲线和磁滞回线。
3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度B s、剩磁B r和矫顽力H c的数值。
4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别。
5、改变不同的磁性材料，比较磁滞回线形状的变化。
【实验仪器】DH4516N型动态磁滞回线测试仪，示波器。
【实验原理】1、磁化曲线如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质，则磁场将明显增强，此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍，甚至在千倍以上。
铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系：B=μH对于铁磁物质而言，磁导率μ并非常数，而是随H的变化而改变的物理量，即μ=ƒ（H），为非线性函数。
所以如图1所示，B与H也是非线性关系。
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，则铁磁材料内部的磁场强度H与磁感应强度B也随之变大，其B-H变化曲线如图1所示。
但当H增加到一定值（H s）后，B几乎不再随H的增加而增加，说明磁化已达饱和，从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。
磁滞回线实验报告精选全文完整版
〖实验三十〗用示波器观测动态磁滞回线〖目的要求〗1、学习使用示波器对动态磁滞回线进行观察和测量，了解磁感应强度和磁场强度的测量方法；2、学习应用RC 积分电路；3、了解铁磁性材料的动态磁化特性。
〖仪器用具〗动态磁滞回线测量仪（包括正弦波信号源、待测铁磁样品及绕组、积分电路所用的电阻和电容），双踪读出示波器，直流电源，数字多用表，滑线变阻器。
〖实验原理〗1、铁磁材料的磁化特性把物体放在外磁场H 中，物体就会被磁化，其内部产生磁场。
设其内部磁化强度为M ，磁感应强度为B ，可以定义磁化率m χ和相对磁导率r μ表征物质被磁化的难易程度：0m r M H B Hχμμ==物质的磁性按磁化率m χ可以分为抗磁性、顺磁性和铁磁性三种。
抗磁性物质的磁化率为负值，通常在5610~10--的量级，且几乎不随温度变化；顺磁性物质的磁化率通常为2410~10--之间，且随温度线性增大；而铁磁性物质的磁化率通常远大于1，且随温度增高而变小。
除了磁导率高以外，铁磁材料还具有特殊的磁化规律。
对一个处于磁中性状态（H=0且B=0）的铁磁材料加上由小变大的磁场H 进行磁化时，磁感应强度B 随H 的变化曲线称为起始磁化曲线，它大致分为三个阶段：①可逆磁化阶段，当H 很小的时候，B 随H 变化可逆，见图中OA 段，若减小H ，B 会沿AO返回至原点；②不可逆磁化阶段，见图中AS 段，若减小H ，B 不会沿SA 返回（比如当磁场从D 点的D H 减小到D H H -∆，再从D H H -∆增大到D H ，B-H 轨迹会是图中点线所示的回线样式）；③饱和磁化阶段，见图中SC 段，在S 点材料已经被磁化至饱和状态，继续增大H ，磁化强度M 不再增大，由于0(M H)βμ=+，B 会随H 线性增大，但增量极小。
图中S H 和S B 表示M 刚刚达到饱和值时的H 和B 的值，分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度。
如果将铁磁材料磁化到饱和状态（图中S 点）后再减小磁场H ，那么磁感应强度B 会随H 减小而减小，但并不沿起始磁化曲线SAO 减小，而会沿着SP 这条更缓慢的曲线减小。
大学物理实验磁滞回线
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'DS RD'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。
霍尔法测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线
实验名称霍尔法测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线一.目的与要求1.了解产生霍尔效应的机理。
2.了解用霍尔效应测量磁场的原理和基本方法3.认识铁磁物质的磁化规律，测定样品的磁化曲线。
4.测绘样品的磁滞回线，测定样品的H c、B r、H m、B m二.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1 起始磁化曲线和磁滞回线当铁磁物质中不存在磁化场时，Ｈ和Ｂ均为零，即图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。
于是得到一条闭合的Ｂ～Ｈ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），它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。
2.Ｂ～Ｈ曲线的测量方法将待测的铁磁材料做成环形样品，绕上一组线圈，在环形样品的中间开一极窄的均匀气隙，在线圈中通以励磁电流，则铁磁材料即被磁化，气隙中的磁场应与铁磁材料中的磁场一致。
磁滞回线实验PPT课件
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(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
硬磁：永久磁铁等
(μr>>1，B′与B0同向，强磁性)
磁导率高、磁滞性、居里点
(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)
司南
磁悬浮列车
发电机
变压器
磁存储器
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核磁共振仪
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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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
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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
12、实验仪器的整理
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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
磁滞回线实验讲义
用微机型磁滞回线测试仪研究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。
铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽磁力C H 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁力大（达m /A 102~1204⨯以上），因而磁化后，其磁感应强度可长久保持，适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄，矫顽磁力C H 一般小于m /A 120，但其磁导率和饱和磁感强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性，也是设计电磁机构作仪表的重要依据之一。
【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H ~μ曲线。
3．测定样品的C H 、r B 、m B （m m B H •）等参数。
4．测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。
【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1中的原点0表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即0H B ==，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S H 时，B 到达饱和值S B ，oabs 称为起始磁化曲线。
图1表明，当磁场从S H 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0H =时，B 不为零，而保留剩磁r B 。
【实用】铁磁性材料磁滞回线PPT资料
硬磁材料
硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和 矫顽力较大（在120-20000A/M， 甚至更高），因而磁化后，它的磁 感应强度能保持，适宜于制作永久 磁铁。
软磁材料
软磁材料（如硅钢片）的磁滞回线 窄，矫顽力小（一般小于 120A/M），但它的磁导率和饱和 磁感应强度大，容易磁化和去磁， 通常用于制造电机、变压器和电磁 铁。
基本磁化曲线
B
Bs
Br c
Hc b'
a
Hm H
a'
起始 磁化 曲线
磁滞回 线
B
H1 H2 H3 H
基本 磁化 曲线
信号发生器
波段选择
波形选择
频率显示
频率调节
输出振幅调节
示波器
X轴位移
Y (X) 轴位移
扫描 频率 微调
扫描频 率调节
触发 电平
Y (X) 轴增益
Y (X) 轴输 入
Y轴 位移
Y轴 输入
一块从未被磁化过的材料磁化时，当H由0开始逐步增加至最大值H，B也由0开始逐渐增加，由此画出B~H曲线，O~a称为起始磁化曲线 。
Y 硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽力较大（在120-20000A/M，甚至更高），因而磁化后，它的磁感应强度能保持，适宜于制作永久
磁铁。 根据记录的坐标，绘制基本磁化曲线。 示波器的输入端要选择适当的“增益”，以确保图形的大小合适。 改变信号频率f观察图形的变化。
根据示波器显示图形，在坐标纸上绘制1：1的 一块从未被磁化过的材料磁化时，当H由0开始逐步增加至最大值H，B也由0开始逐渐增加，由此画出B~H曲线，O~a称为起始磁化曲线
磁滞回线实验-实验说明
才能根据示波器的格数、选择的灵敏度（量程），代入公式计算 H和B 值。
6
型铁芯，两者的励磁绕组匝数 N 和磁感应强度 B 的测量绕组匝数 n 也完全相同。 N = 50T, n = 150T, L = 60mm, S = 80mm2 。
3．电路板：
该印刷电路板上装有样品1和样品2、励磁电源“ U 选择”和测量励磁电流（即磁场强度 H ）的取样电阻“ R1 选择”、以及为测量磁感应强度 B 所设定的积分电路元件 R 2 , C2 等。
可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，如图2所示，这些磁滞回线顶点的连线称
为铁磁材料的基本磁化曲线，由此可近似确定其磁导率 µ = B ，因 B 与 H 非线性，故铁 H
磁材料的 µ 不是常数而是随 H 而变化（如图 3 所示）。铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃
至数万，这一特点是它用途广泛的主要原因之一。
当磁场反向从 0 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 HS → 0 → −HC → −HS → 0 → HC → HS 次序变化，相应的磁 感应强度 B 则沿闭合曲线 SRCS′R′C′S 变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料
=
C
• dU2 dt
∴ε2 = C
•
R2
•
dU 2 dt
由（2）、（3）两式可得：
（3）
B
=
C • R2 n•S
•
U2
（4）
11 第10讲 电滞回线与磁滞回线
一、概述
VGS VT
G S D
1.2 存储器材料：晶体管
VGS VT
VDS
G S D
VDS
n
p
n
n
p
n
空间电荷区
电子反型层 (b)沟道中产生反型层电荷
(a)沟道中无反型层电荷
关！
开！
一、概述
RAM, 存储易失
1.2 存储器材料：晶体管
U盘-存储不失
浮栅
VGS VT
G S D
内存
硬盘
U盘
光盘
磁带
软盘
一、概述
1.2 存储器材料：介质
光盘
一、概述
1.2 存储器材料：晶体管
内存
U盘
RAM, 断电存储易失
RAM, 断电存储不失
CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor
一、概述
CMOS
1.2 存储器材料：晶体管
G S
n
p
D
n
二、 电滞回线
2.4 铁电体的电滞回线
翻转： Switchable
二、 电滞回线
2.4 铁电体的电滞回线
偏光显微镜观察的电畴
二、 电滞回线
2.4 铁电体的电滞回线
电畴取向
Company Logo
二、 电滞回线
2.4 铁电体的电滞回线
居里点温度： 顺电相--->铁电相 顺电相
铁电相
Company Logo
logo第10讲电滞回线不磁滞回线中南大学物理不电子学院先迚材料超微结构不超快过程研究所20150603内容提要一概述三磁滞回线四参考文献不课后习题一概述11存储器内存硬盘磁带光盘软盘一概述内存硬盘磁带光盘软盘12存储器材料一概述内存硬盘磁带光盘软盘12存储器材料一概述光盘12存储器材料
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剖析PPT.
2．异议的产生不可回避
和“y输入”便可观察样品的B－H曲线；如将U 3．小结：在课间活动时，同学们只有守秩序、守规则，才能愉快又安全。
1
和U2加到测试仪的信号输入端可测定样品的饱和
磁感应强度Bm、剩磁Br、矫顽力Hc、磁滞损耗[BH]
以及磁导率等参数。
现磁滞回线。
操作指南（续1）
4.观察基本磁化曲线。对样品进行退磁，从U=0开 始提高励磁电压，将在显示屏上得到面积由小 到大的一族磁滞回线。这些磁滞回线的顶点就 是样品的基本磁化曲线，长余辉示波器，便可 观察到该曲线的轨迹 。
5.观察比较样品1和2的磁化性能。 6.测绘曲线。接通实验仪和测试仪之间的连线。开
B×102(T)
N0
H×104(A/m)
B×102(T)
N0
H×104(A/m)
B×102(T)
【思考题】 还有的人是恶作剧。夏天外边天热，他就跑进来乘凉。乘凉的时候顺便看看车，有的时候看到车门开着他也想坐进去。但是他不是来
买车的，他也假模假样地去跟你讨论一些车的事情，当你跟他要电话号码的时候他就开始逃避了。
测绘－H曲线及基本磁化曲线：
接通实验仪和测试仪之间的连线。对样品进行如图所示之退 磁，然后依此测定U=0.5，1.0，1.2，1.5……3.0V时的十组Hm、 Bm值，作－H曲线。
样品1
电压值V 0.5 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.7 3.0
F(Hz)
Hc(A/m)
铁磁材料磁化的过程中，在从饱和 点减小外磁场时，相应的磁感应强度 要高于初始磁化时的磁感应强度，它 的减小要比磁场强度的降低“缓慢” 或者“滞后” 。磁性材料的这种特 性称磁滞现象，所形成的闭合曲线称 为磁滞回线。
磁滞回线的测量
磁场强度H成正比。
广东海洋大学
物理实验教Байду номын сангаас中心课件
2）样品内磁感应强度B的测量
交变励磁电流在样品中产生交变磁场的磁感应强度B 的测量是由副线圈N2 和R2、C组成积分电路实现。
设样品的截面积为S，根据电磁感应定律，匝数为N2的 副线圈中的感应电动势应为：
R2
dq dt
R2C
duc dt
(4)
比较(2)、(4)两式，不考虑(2)中的负号，有：
N2S
dB dt
R2C
duc dt
(5)
将(5)两边对时间积分，由于B和uc都是交变的，积分 常数为0。整理后得：
B
R2C N2S
uc
(6)
(6)式表明，若已知R2、C、N2、S，测量uc即可确定B。 如果将 uc 接入示波器的Y输入端，则示波器显示屏上光 迹的垂直偏转量与样品内的磁感应强度成正比。
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5、测量基本磁化曲线：
改变实验盒电源变压器输出档位开关与输出辅助 开关的组合方式，以输出不同幅度的交变励磁电流， 测量记录各个不同幅度交变励磁电流驱动下两个波形 同时达到最大的瞬时电压Y->Amax和Y->Bmax值 。
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五、注意事项
（5）调节水平位移旋钮使波形相对光标移动到光标 测量显示表上的X->A和X->B值为0.000ms的位置，纪 录显示表上两路信号的瞬时电压Y->A值和Y->B值。 测完第一个点后，再操作水平位移旋钮使两个波形相 对光标同步平移到X->A和X->B值为0.400ms的位置， 纪录第二个测点的两个瞬时电压数据。以此类推，每 测完一个点，再把波形相对光标移到下一点，即X>A和X->B值比当前值增加0.4ms的位置继续测量。 共计测量50个点。
磁滞回线ppt课件
铁磁材料的磁滞回线 和基本磁化曲线
天津商业大学实验物理教研室
1
实验目的
1、了解铁磁物质的磁化过程及相关磁学物 理量。
2、了解示波器法显示磁滞回线的基本原理。 3、测定样品的基本磁化曲线。Байду номын сангаас4、测绘样品的磁滞回线。
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实验仪器
DH4516型磁滞回线实验仪 YB4325型示波器等
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磁滞回线是什么？
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。 原点0：磁中性状态，即B=H=0， 当H增至Hs时，B到达饱和值， 0abs称为起始磁化曲线。 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“0”点，而是沿另一条新 曲线SR下降。
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实验内容与步骤
1、电路连接：选样品1按实验仪上所给的电路图连接 线路，并令R1=2.5Ω， “U选择”置于0位。UH和UB 分别接示波器的“X输入”和“Y输入”，插孔为公共 端。 2、样品退磁：开启实验仪电源，对试样进行退磁，即 顺时针方向转动“U选择”旋钮，令U从0增至3V。然 后逆时针方向转动旋钮，将U从最大值降为0。其目的 是消除剩磁。 3、观察磁滞回线：开启示波器电源，令光点位于坐 标网格中心，令U=2.4V，并分别调节示波器X和Y轴的 灵敏度，使显示屏上出现图形大小合适的磁滞回线。
天津商业大学实验物理教研室
磁滞回线是什么？
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——铁磁物质的另一 特征，即磁化场作用停止 后，铁磁质仍保留磁化状 态。 磁滞的明显特征是当H=0 时，B不为零，而保留剩磁 Br。
大学物理磁滞回线实验教案
大学物理实验教案① 软磁：变压器铁芯等(矫顽力、剩磁、磁滞损耗小) ② 硬磁：永久磁铁等(矫顽力、剩磁、磁滞损耗大) ③ 矩磁：锰镁铁氧体等(剩磁与饱和磁感应强度相等) 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=卩H o 然而铁磁材料的磁导率 卩不是常 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。
(1) 铁磁材料的一一起始磁化曲线 对处于磁中性(B=H=O)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。
(2) 铁磁材料的一一磁滞回线 磁滞现象：磁性材料中磁感应强度 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。
(3) 铁磁材料的一一基本磁化曲线基本的磁化曲线：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。
注意：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。
(4) 铁磁材料的 磁滞损耗磁滞损耗：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。
课堂教学环节与时间分配磁畴：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。
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P h表示，它与磁场交变的频率f、铁心的体积V和磁滞回线的面积为HdB成正比, 即：P h=f V 为HdB = C h f B m 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)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课堂教学环节与时间分配量。
大学物理实验教程：磁滞回线测定
（2）根据U=3.0V测定的一组UH、UB、Br、Hc参数，计算出相应的B和H。在直角 坐标纸上画出磁滞回线，即B-H曲线。
四、分析与思考
1.什么是磁滞现象？ 2.什么是磁化曲线？什么是磁滞回线？ 3.全部完成B-H曲线的测量以前，能不能变动示波器面板上的X、Y轴分度值旋钮?
谢谢观看
1.掌握用磁滞回线实验仪绘制磁滞回线的方法； 2.认识铁磁物质的磁化规律，观察两种典型铁磁物质的磁化特性；
3.测定样品的基本磁化曲线，作μ-H曲线；
4 . 计 算 样 品 的 Hc、H r 、Bm和 Hm等参数； 5.测绘样品的磁滞回线。
1、磁滞回线实验仪 2、双踪示波器
二、实验仪器
磁滞回线实验仪
样品的磁感应强度瞬时值 B与C、R2、N2组成的电路 有关：
实验原理线路图
其中，C、R2、N2和S均为已知常数， 所以由UB可确定B。
1、电路连接
三、实验内容
选取实验仪上的黑色 样品按图连接线路，令
R1=2.5Ω， “U选择”置于
0位。UH和UB分别接示 波器的“X输入”和“Y输 入”，将示波器的 “SEC/DIV”旋钮旋至XY档。
O 基本磁化曲线
5、磁导率
对于基本磁化曲线上的每一点，可 以将磁感应强度Bm与相应磁场强度Hm 之比，定义为磁导率。
因为B与H成非线பைடு நூலகம்关系，故铁磁
材料μ的不是常数，而是随H而变化。
铁磁材料的基本磁化曲线和μ-H的关系
硬磁材料
软磁材料
6、磁性材料分类
特点：磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损 耗均较小 应用：制造变压器、电机、和交流磁铁的主 要材料
双踪示波器
三、实验原理
1、铁磁材料的典型磁化特征
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【实验内容与数据处理】
实验材料：FeCoVSiB非晶合金薄带，带宽b=1.55mm，带厚b=40μm
校准仪器常数用标准互感：互感系数（亨）M0=5.09×10−5
1.观察材料形状对磁化的影响
样品：条形，1#长3cm，2#长6.5cm；
磁化螺线管磁场强度：（U为示波器X轴读数）；H=4.55×103 U/R0
探测线圈匝数：N2=150匝（附补偿线圈）。
用示波器观察两样品在同一频率和最大磁场下磁滞回线，记录相当于各样品的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms、剩余磁化强度Mr和最大磁化强度的读数Mm，比较两样品的矩形度Mr/M s。
测完每个样品，将K1接校准一方（即接通标准互感），记录示波器显示图形X,Y的峰值，用式（6）计算仪器常数K0，用公式（11）计算相应的Mm、Mr，用以上磁场（H）公式计算矫顽力（H c）。
数据如下：单位（V）
由K0=U0
M0i0=U y
M0
R
U x
得短样品K0=6.17×104 V/Wb
长样品K0=5.40×104 V/Wb
又由M(t)=U(t)
μ0K0N2S
其中μ0=4π×10−7H/m N2=150 匝 S = bd = 6.2×10−9m2
3
由以上数据对比可知，样品的长度会影响样品的磁性。
2. 观测外加应力对磁化的影响：
样品：条形，上端固定，下端吊有秤盘；
磁化螺线管的磁场强度：（附补偿线圈）H=1.47×104U.R
在秤盘上加不同重力砝码（不加、加50克、加100克），在同一频率和最大磁场下用示波器观察各自的磁滞回线，记录Mm、Hc、M r的值，N2=200匝，用公式（11）计算Mm、Mr，用本组磁场强度公式计算Hc。
计算装置常数：
由K0=U0
M0i0=U y
M0
R
U x
得，50g：K0=5.40×104 V/Wb
100g：K0=5.20×104 V/Wb
又由M(t)=U(t)
μ0K0N2S
其中μ0=4π×10−7H/m N2=200 匝 S = bd = 6.2×10−9m2
H=4.55×103 U/R0
砝码重量不同，应力大小不相等，磁弹性能也不同
3. 环形样品的磁滞回线随外加磁场的变化和交流磁化曲线
样品尺寸：内径d1=7.54mm，外径d2=7.66mm，h=1.55mm；
磁化线圈：匝；探测线圈：N1=150匝N 2=20匝
测试：在固定频率下，用示波器观察磁场从零开始变化对磁滞回线的影响，记录各回线的最大点x，y值，分别用公式（2）、（7）计算磁场H和磁感应强度B值，并绘制B-H曲线（换向磁化曲线），由B-H曲线计算最大磁导率μm= (B/μ0H) max，μ0为真空磁导率。
K0=U0
M0i0=U y
M0
R
U x
=6.11×104 V/Wb
μ=
μH
由B-H曲线可估测，最大磁导率μm约为795.8 H/m
4. 观察频率对功耗的影响
环形样品：在相同磁场幅值下测四个同频率（300-600Hz）的磁滞回线的面积，用计算机采样，计算、记录面积。
参照思考题3讨论频率f对功耗的影响。
注：每个磁滞回线在读数前先把磁场调到最大，参照图7调节仪器上标有ϕ的电位器以消除H与B或M的相位差。
4
W = 2.08 ×10−14J
4
W = 3.66 ×10−14J
4
W = 5.62 ×10−14J
4
W = 1.20 ×10−13J
由上图可见，功率f越大，B-H图面积越大，损耗功率越大。
【思考题】
1.放大积分器的装置常数与哪些因素有关？调相移、磁场、外加应力以及更换样
品，什么情况下必须重新校准？这问题在实验中要特别注意。
答：
放大积分的装置常数与相移、样品、磁场大小有关。
调整相移、磁场、外加应力以及更换样品都需要重新校准。
2.为什么样品形状对磁滞回线和磁参量有影响？什么参量与形状无关？为什么？
答：
样品的横截面积改变磁通量的大小，所以对磁参量有影响。
形状影响面积，即磁通量的大小，凡是与面积无关的参量都与形状无关。
3.磁滞损耗功率随频率增大，是否与频率成正比？为什么？
答：
损耗功率是一秒内损耗的电磁能，磁化体单位体积试样一周期损耗的电磁能量等于磁滞回线的面积，即磁滞损耗应该与频率成正比。
但实验中可能由于精度问题导致不成正比，但还是显著增大。
4.为什么把交流磁化曲线上任意一点的B和H的比值称为振幅磁导率？如果测试
频率变大或变小，磁化曲线将发生什么变化?
答：
振幅磁导率：当磁场强度随时间作周期性变化且其平均值为零，而且材料在开始时处于规定的中性化状态时，在一定的磁通密度或外加磁场强度的振幅。