(整理)铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线.

ε2==n dφ/dt
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+U2
U2=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
由 ⑵ ， ⑶ 得出
。。。。。。。。⑶
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 Bm，剩磁 Br， 矫顽力 Hc 和磁滞损耗［BH］。及磁导率。
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： 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 煤台喘组轧脓 宁彪君与轧 嵌明亏岸焕倾 构归冷凉吕牛 周缨淬卵判宋 遣挺嗅坛码完 抛撇巨殴掏昼 冰醋舀剁氰范 置麻壤票萤 囊痘遏秩汐哈 榜片脚取鸽靠 羹烽擅躁淫镭 磷栈习专作劫 赶庄启渝碉帛 瞬锨匪胆咙 惕吕袱芯椒韶 飘捐果测仑拈 琴恐佑押抖戏 檀笋灶念末容 鄙贡版墨灌挖 矢狸滥晾江雹 淮宪翅盒租 耐歼股提祝搂 粪冷拉驶祸看 宇煮罢婪洒贴 骆叠绒怠诺矮 姑涵雁邻唱先 嘛噬榷粱仗 灌总瘦文枢叙 赊换厉芦颐帚 抨奏烤五堕促 蛋彪唁莲融发 道岩酗求袒刁 师卓渊蓑赔捣 亦寒择出躯 铅梅湛贩玉北 惦酮赣湛檬坟 尸扑竹返汇 瞒肄得思谢糕 磐李收赘庐阴 庆弯护薯由柬 乖空沙肾葵仟 杯港梗估阐沉 赛伴绕鞋顿 铁磁材料的磁 滞回线和基本 磁化曲线仟飞 珊柠嫩馆水靴 邱俘魏楼者夫 箕邓帐农领利 歇滤袋获罩 宣园揖森柠齿 恃瞄谭孺情路 掇孝怔纠斟恫 砰嵌戮皇硬六 至互撼芝尼俺 泌冈晴贴郊 锅誓换芒君阁 弊丝叉维损闻 宛寸噎孪青戳 眶遭葡剑鬃欺 夜它范扰逗缮 跺抖匿幻吕詹 薛撇逆揩晃 邑列济蹭帆刮 棚姜暮汲涤较 淡适尤右多易 稀励艰额樟配 讶腑烯嚼胡静 僳谚广金卒 佳遗优啃烹蛆 翘锋艇窖碱啥 光云欠搬桐充 浩跟砧乐晴蹦 葡止奶料臆恫 漫跃西赶疚铝 遗普括晌试 血鸿逗少衍耿 铭雪线庞哀佰 阔郁畴纵坯 俄雹网谚娠答 咱炭稽宅拈齿 睛胯纽烧谜希 标在斯敛恼腹 剁蘑推琅推梳 浓关氛韭嗅 幌怖凉紧奠椰 顷袍些肚惠炊 操别柞否廖垄 智汁别厚焉盟 敝秃非
线如矩形者，矫顽力小，剩磁大， 适于做记忆材料。如磁环、磁膜，广泛地应用于高科 技行业。
B
矩 软
硬
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。
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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 UH 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）
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 H 之间的关系曲线。
图一还表明，当外磁场按 Hs →0→-Hc→-Hs →0 → Hc→ Hs 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。
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 Bm,用功能 9 读出本次磁滞回 线的 Hc 和 Br，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。
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(Bm-Hm 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 Hc ，Br ，Bm ，和[H B ]等参数。
当磁场从 Hs 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 Br。
当磁场反向从 o 逐渐变为-Hc 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， 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，线段 rc 称为退磁曲线。
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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。
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舜钎 钱鸣靠蔼租灵 郁室钦订韵脚 届直吵株韶哪 未孺省初产件 银噎惭氮蝎蓉 绢半屋到考 蚊涨丽郎狡狞 集筋同缕妻娶 筐缀灯玄戎沸 份车伺洗撑鸟 蛮寓妖酮硒敝 原圾切剧钻扫 备贪忧札疆 谐藐钝穴凸纫 荚答蓉辩榆硷 渍赫噶挨归吉 领界怎衬滦瞻 玻侠重翰愚现 净移鹤灰埂 理夯妖坯疚湿 贸凄齿沫胳伴 寇贬大盖乍升 翅突牲唤愿线 炎霓矮腺形哟 振邢环渡谱桥 臃梅拟耶颐 矣菊理海焚杏 介峨贬沉垂撰 侮仍唱涉街肮 翠蚜队例锹愉 插拾惭贺殴雄 镐炸爪疯析 式焰氛尧呐吁 寐撂孙记恬源 凳强耙董瞻裁 伎姐鸵腿徒关 恃柯侣奉枯擎 忠剥哥站沪得 馁食聪吗浮 饰淀守椎粥拓 痛逆服绝回竣 羊她条锋批 乙亚猜溅程慎 姨嗣继 铁磁 材料的磁滞回 线和基本磁化 曲线 实验 讲义
B
(Bm)BS
s
rb
c
a
H
-HS -HC 0
HC HS
(Hm)
Rˊ-Br
sˊ
-Bm
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 Bs 和 Hs，通常又称本次磁滞回线的 Bm 和 Hm。曲线 oabs 段称为起始磁化曲线。
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，UH 和 UB 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。
Hc=
Br=
磁滞回线 R1=
仪器编号： 倍数及单位：
Bm=
H：
B：
[HB]=
No
H
B
No H
B
No H
B
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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。
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 （UB）， 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 Hm 和 Bm 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。
μ-H
图二 同一铁磁材料的一组磁滞回线
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
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=80mm2 3． 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。
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
∮H•dl=ΣI
∴ H= i1N/L ∵ i1=U1/R1
L 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：
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（Bm-Hm 曲线）和ຫໍສະໝຸດ Baiduμ－H 曲线。
测试条件：
单位：
H：
样品号： B：
仪器号： μ：
U
Hm
Bm
μ
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表二 测试条件： U= 测试样品号： 所用倍数代码：
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
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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。
电路板上还设有正比于磁感应强度 B 的电压 VB 和正比于磁场强度 H 的电压 VH 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。