铁磁材料动态磁滞回线实验

动态磁滞回线实验

预习题

1、磁性材料的分类？什么是动态磁滞回线？

2、硬磁材料的交流磁滞回线与软磁材料的交流磁滞回线有何区别？

磁性材料在通讯、计算机和信息存储、电力、电子仪器、交通工具等领域有着十分广泛的应用。磁化曲线和磁滞回线反映磁性材料在外磁场作用下的磁化特性，根据材料的不同磁特性，可以用于电动机、变压器、电感、电磁铁、永久磁铁、磁记忆元件等。铁磁材料分为硬磁和软磁两类。硬磁材料（如模具钢）的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁力较大（120-20000安/米，甚至更高），因而磁化后，它的磁感应强度能保持，适宜制作永久磁铁。软磁材料（如铁氧体）的磁滞回线窄，矫顽磁力小（一般小于120安/米），但它的磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，故常用于制造电机、变压器和电磁铁。可见，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是该材料的重要特性，也是设计电磁机构或仪表的依据之一。

动态磁滞回线是磁性材料的交流磁特性，其在工业中有重要应用，因为交流电动机、变压器的铁芯都是在交流状态下使用的。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。

一．实验目的

1. 了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导

率的理解。

2. 用示波器测量软磁材料（软磁铁氧体）的磁滞回线和基本磁化曲线，求该材料的饱和磁感应强度

Bm、剩磁Br和矫顽力Hc。

3. 学习示波器的X轴和Y轴用于测量交流电压时，各自分度值的校准。

4. 用示波器显示硬铁磁材料（模具钢）的交流磁滞回线，并与软磁材料进行比较。

5. 学习精确测量电阻和电容的实验方法，测量不同阻值电阻和未知电容。

6. 学习用计算机测量磁性材料动态磁滞回线和磁化曲线的方法。(选配计算机接口后完成)

二. 实验原理

1、铁磁物质的磁滞现象

铁磁性物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁性的原因。一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。

如下图1所示，当铁磁物质中不存在磁化场时，H 和B 均为零，在H ?B 图中则相当于坐标原点O 。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 不再增加或增加的十分缓慢，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 逐步退到零，则与此同时B 也逐渐减小。然而，其轨迹并不沿原AO 曲线，而是沿另一曲线AR 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。将磁化场反向，再逐渐增加其强度，直到H=?Hm ，这时曲线达到A′

点(即反向饱和点)，然后，先使磁化场退回到H=0；再使正向磁化场逐渐增大，直到饱和值Hm 为止。如此就得到一条与AR A′对称的曲线A′R′A ,而自A 点出发又回到A 点的轨迹为一闭合曲线,称为铁磁物质的磁滞回线，此属于饱和磁滞回线。其中，回线和H 轴的交点Hc 和Hc′称为矫顽力,回线与B 轴的交点Br 和Br ′,称为剩余磁感应强度。

2、利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线电路原理图如图2所示。

将样品制成闭合环状，其上均匀地绕以磁化线圈及副线圈。交流电压加在磁化线圈上，线路中串联了一取样电阻，将两端的电压加到示波器的X 轴输入端上。副线圈与电阻和电容C 串联成一回路，将电容两端的电压加到示波器的Y 轴输入端，这样的电路，在示波器上可以显示和测量铁磁材料的磁滞回线。

图2 用示波器测动态磁滞回线的电路图（图中正弦交流电源浮地）

1）磁场强度H 的测量

设环状样品的平均周长为l ，磁化线圈的匝数为1N ，磁化电流为交流正弦波电流1i ,由安培回路定律,11i N Hl =，而111i R u =,所以可得

1R l u N H ??=

（1）式中，1u 为取样电阻1R 上的电压。由公式（1）可知，在已知1R 、l 、1N 的情况下，测得1u 的值，即可用公式（1）计算磁场强度H 的值。

2．磁感应强度B 的测量

设样品的截面积为S ，根据电磁感应定律，在匝数为2N 的副线圈中感生电动势2E 为 dt

N E 22-= （2） (2)式中，dt dB 为磁感应强度B 对时间t 的导数。

若副线圈所接回路中的电流为2i ，且电容C 上的电量为Q ，则有 C

i R E +

=222 (3) 在（3）式中，考虑到副线圈匝数不太多，因此自感电动势可忽略不计。在选定线路参数时，将

2R 和C 都取较大值，使电容C 上电压降22i R C

u C ??=

,可忽略不计，于是（3）式可写为 222i R E = (4)

把电流dt

du C dt dQ

i C ==

2代入（4）式得 dt

du C

R E C

22= (5) 把（5）式代入（2）式得 S

du C R dt dB

N C 22=- 在将此式两边对时间积分时，由于B 和C u 都是交变的，积分常数项为零。于是，在不考虑负号（在这里仅仅指相位差±π）的情况下，磁感应强度B

N Cu R B C

22=

(6) 式中，2N 、S 、2R 和C 皆为常数，通过测量电容两端电压幅值C u 代入公式（6），可以求得材料磁感应强度B 的值。

当磁化电流一个周期，示波器的光点将描绘出一条完整的磁滞回线，以后每个周期都重复此过程，形成一个稳定的磁滞回线。

3．B 轴（Y 轴）和H 轴（X 轴）的校准

虽然示波器Y 轴和X 轴上有分度值可读数，但该分度值只是一个参考值，存在一定误差，且X 轴和Y 轴增益可微调会改变分度值。所以，用数字交流电压表测量正弦信号电压，并且将正弦波输入X 轴或Y 轴进行分度值校准是必要的。

将被测样品(铁氧体)用电阻替代，从R1上将正弦信号输入X 轴，用交流数字电压表测量R1两端电压有效U ，从而可以计算示波器该档的分度值(单位V/cm),见图3。须注意:

1、数字电压表测量交流正弦信号，测得值为有效有效U 。而示波器显示的该正弦信号值为正弦

波电压峰-峰值峰峰-U 。两者关系是有效峰

峰U 22U -= （7）

2、用于校准示波器X 轴档和Y 轴档分度值的波形必须为正弦波，不可用失真波形。用上述方法可以对示波器Y 轴和X 轴的分度值进行校准。

三．实验仪器及装置

动态磁滞回线实验仪由可调正弦信号发生器、交流数字电压表、示波器、待测样品（软磁铁氧体、硬磁Cr12模具钢）、电阻、电容、导线等组成。其外型结构如图4所示。

四．实验内容

（一）观察和测量软磁铁氧体的动态磁滞回线

1．按图2要求接好电路图。

2．把示波器光点调至荧光屏中心。磁化电流从零开始，逐渐增大磁化电流，直至磁滞回线上的磁感应强度B达到饱和 (即H值达到足够高时，曲线有变平坦的趋势，这一状态属饱和)。磁化电流的频率f取50Hz左右。示波器的X轴和Y轴分度值调整至适当位置，使磁滞回线的Bm和Hm值尽可能充满整个荧光屏，且图形为不失真的磁滞回线图形。

3．记录磁滞回线的顶点Bm和Hm，剩磁Br和矫顽力Hc三个读数值（以长度为单位），在作图纸上画出软磁铁氧体的近似磁滞回线。

4．对X轴和Y轴进行校准。计算软磁铁氧体的饱和磁感应强度Bm和相应的磁场强度Hm、剩磁Br 和矫顽力Hc。磁感应强度以T为单位，磁场强度以A / m为单位。

5. 测量软磁铁氧体的基本磁化曲线。现将磁化电流慢慢从大至小，退磁至零。从零开始，由小到大测量不同磁滞回线顶点的读数值Bi和Hi，用作图纸作铁氧体的基本磁化曲线(B?H关系)

(二) 观测硬磁Cr12模具钢(铬钢)材料的动态磁滞回线

1. 将样品换成Cr12模具钢硬磁材料，经退磁后，从零开始电流由小到大增加磁化电流，直至磁

滞回线达到磁感应强度饱和状态。磁化电流频率约为f=50Hz 左右。调节X 轴和Y 轴分度值使磁滞回线为不失真图形。(注意硬磁材料交流磁滞回线与软磁材料有明显区别，硬磁材料在磁场强度较小时，交流磁滞回线为椭圆形回线，而达到饱和时为近似矩形图形，硬磁材料的直流磁滞回线和交流磁滞回线也有很大区别。(见参考资料7)

2. 对X 轴和Y 轴进行校准，并记录相应的Bm 和Hm, Br 和Hc 值，在作图纸上近似画出硬磁材料在达到饱和状态时的交流磁滞回线。

五．实验数据处理

1、软磁铁氧体基本磁化曲线与磁滞回线的测量（1）软磁铁氧体磁滞回线测量

记录Hc 在示波器上显示 cm ，Br 在示波器上显示 cm ，Bm 在示波器上显示 cm ，在作图纸上画出软磁铁氧体的近似磁滞回线。（2）软磁铁氧体磁化曲线

已知铁氧体环状样品，外径mm 0.381=Φ，内径mm 0.232=Φ，高mm l H 0.10=，平均周长

m l 321108.952/)(-?=Φ+Φ=π，磁环截面积262110752/)(m l S H -?=?Φ-Φ=。

注意由于基本磁化曲线各段的斜率并不相同，一条曲线至少20余个实验数据点，实验结果如表1所示。（本示波器1div=1 cm ，估读至1/4小格，即0.05cm

表1 软磁铁氧体基本磁化曲线的测量

根据记录数据可以描画出样品的磁化曲线（坐标值作图）：

2、硬磁铁氧体基本磁化曲线与磁滞回线的测量

（1）硬磁铁氧体磁滞回线测量

记录Hc在示波器上显示 cm，Br在示波器上显示 cm，Bm在示波器上显示 cm，在作图纸上画出软磁铁氧体的近似磁滞回线。

（2）硬磁铁氧体磁化曲线

表2 硬磁铁氧体基本磁化曲线的测量

根据记录数据可以描画出样品的磁化曲线（坐标值作图）：

六、思考题：

1. 在测量H?B曲线过程，为何不能改变X轴和Y轴的分度值？

2. 示波器显示的正弦波电压值与交流电压表显示的电压值有何区别？两者之间如何换算？

用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_实验报告

图1 起始磁化曲线和磁滞回线用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】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。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。【关键词】磁滞回线示波器电容电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。【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H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参数。 3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。【实验仪器】电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。【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S S RD 'S D R ''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。

2016磁滞回线的测量(实验报告材料)

实验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名学号班级桌号教室基础教学楼1101 实验日期 2016年月日节一、实验目的： 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs 、剩磁Br 和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。二、实验仪器 1. 双踪示波器 2. DH4516C 型磁滞回线测量仪评分此实验项目教材没有相应内容，请做实验前仔细阅读本实验报告！并携带计算器，否则实验无法按时完成！

3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料，设开始时呈去磁状态，依次选取磁化电流I1、I2、….I n，则相应的磁场强度为H1、H2、….H3，在每一磁化电流下反复交换电流方向（称为磁锻炼），即在每一个选定的磁场值下，使其方向反复发生几次变化（如H1→- H1→H1→- H1….），这样操作的结果，是在每一个电流下都将得到一条磁滞回线，最后，可得一组逐渐增大的磁滞回线。我们把原点O和各个磁滞回线的顶点a1、a2、….所连成的曲线称为铁磁材料的基本磁化曲线，如图3所示。图3基本磁化曲线（二）利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量原理 1、示波器显示B—H曲线原理线路由上述磁滞现象可知，要观测磁介质磁滞现象及相应的物理量，需要根据磁化过程测定材料部的磁场强度和磁感应强度。因此，测量装置必须具备三个功能： ①提供使样品磁化的可调强度的磁场（磁化场） ②可跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度 ③可定量显示样品的磁化过程图4 磁滞回线的测量原理图图4是利用示波器观测铁磁材料动态磁滞回线测量装置原理图：首先将待测的铁磁物质制成一个环形样品，在样品上绕有原线圈即励磁线圈N1匝，由它提供磁化场；在样品上再绕副线圈即测量线圈N2匝，由它来跟踪测量与磁化场有一一对应关系的样品的磁感应强度；由示波器

实验38 磁性材料磁滞回线测定

大学物理实验教案实验名称：磁性材料磁滞回线测定 1 实验目的 1)了解用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法； 2)了解磁性材料的基本磁化特性； 3)掌握磁化曲线和磁滞回线的测量方法； 4)进一步熟悉数字示波器的使用。 2 实验仪器 DM-1型磁滞回线测试仪数字示波器微型计算机 3 实验原理磁性材料在工程、电力、信息、交通等领域有着广泛的应用，测定磁滞回线是电磁学中的一个重要内容，是研究和应用磁性材料最有效的方法之一。铁磁物质具有保持原先磁化状态的性质，铁磁体在反复磁化的过程中，它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度，这种现象叫磁滞。这是铁磁物质的一个重要特征。铁磁材料被磁化后，磁场强度H 减小时，磁感应强度B 的不沿原曲线变化，当磁场强度H 减少到零时，磁感应强度B 仍保留一定的数值，这称之为剩磁r B 。继续减小磁场强度H ，当H 达到某一负值时，磁感应强度B 变为零，此时的磁场强度H 称为矫顽力C H 。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（如图38-1所示），它表示铁磁材料的一个基本特征。它的形状、大小，均有一定的实用意义。比如材料的磁滞损耗就与回线面积成正比磁滞回线所包围的面积表示在铁磁物质通过一个磁化循环过程中所消耗的能量，叫做磁滞损耗。当从初始状态H =0、B =0开始改变磁场强度H ，在磁场强度H 从小到大的单调增加过程中，不同磁化电流所对应的磁滞回线正顶点的连线叫基本磁化曲线。退磁方法，从理论上分析，要消除剩磁r B ，只要通一反向电流，使外加磁场刚好等于铁磁材料的矫顽力C H 就可以了，但是通常不知道矫顽力C H 的大小，所以无法确定所通反向电流的大小。我们可以从磁滞回线中得到启示，如果是铁磁材料磁化达到饱和，然后不断改变磁化电流的方向，与此同时逐渐减小磁化电流，一直减小到零，这样就可以达到退磁的目的。图 38 –1磁滞回线利用示波器测动态磁滞回线的原理电路如图38-2所示。将样品制成闭合的环形，其上均匀地绕以磁化线圈1N 及副线圈2N 。交流电压1u 加在磁化线圈上，线路中串联了一取样电阻1R 。将1R 两端地电压1u 加到示波器的X 输入端上。副线圈2N 与电阻2R

铁磁材料的磁滞回线

实验19 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线铁磁物质（铁、钴、钢、镍、铁镍合金等）的磁性有两个特点：其一是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高，而且磁导率随磁化场强度变化；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。因而它的磁化规律很复杂。要具体了解某种铁磁材料的磁性，就必须测出它的磁化曲线和磁滞回线。实验目的和学习要求 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. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。实验原理 1．起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线图19-1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19-1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19-1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 '变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处强度B则沿闭合曲线S R' D SRD'S 于交变磁场中时（如变压器中的铁心），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。

用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线-实验报告

2 B a B B s c a' b' H H m o B r H c 图1 起始磁化曲线和磁滞回线用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】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。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。【关键词】磁滞回线示波器电容电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。【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H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参数。 3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。【实验仪器】电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。【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S SRD 'S D R ''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。

物理实验报告2_用示波器测动态磁滞回线

实验名称：用示波器测动态磁滞回线实验目的： a ．研究铁磁材料的动态磁滞回线 b ．了解采用示波器测动态磁滞回线的原理； c ．利用作图法测定磁性材料的饱和磁感应强度s B 、剩磁r B 、矫顽力c H 的值。实验仪器： V252双踪示波器、自耦变压器、隔离变压器、互感器毫安表、电容等。实验原理和方法：铁磁材料除了具有高的导磁率外，另一重要的特点就是磁滞。当材料磁化时，磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关，而且与以前的磁化状态有关。如右图所示，曲线OA 表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随H 增加，称为磁化曲线。当H 增加到某一值S H 时，B 的增加速度将极其缓慢。和前段曲线相比，可看成B 不再增加，即达到磁饱和。当磁性材料磁化后，如H 减小，B 将不沿原路返回，而是沿另外一条曲线r A 下降。如果H 从S H 变到－S H ，再从－S H 变回S H ，B 将随H 变化而形成一条磁滞回线。其中当H ＝ 0时，r B B =。r B 称为剩余磁感应强度。要使磁感应强度为零，就必须加一反向磁场－c H ，c H 称为矫顽力。按一般分类，矫顽力小的称为软磁材料，大的称为硬磁材料。必须注意的是：反复磁化（S S S H H H →-→）的开始几个循环内，每次循环的回路才相同，形成一个稳定的磁滞回线。只有经过“磁锻炼”后所形成的磁滞回线，才能代表该材料的磁滞性质。由以上可知，要测定材料的磁滞回线，需要根据磁化过程测定材料内部的磁场强度H 及其相应的磁感应强度B 。磁性材料的磁滞回线能较全面地反应该材料的磁特性，譬如剩磁r B 、矫顽力c H 等。因此，实用上常常借助磁滞回线来粗略了解材料的磁特性。测量磁滞回线的基本线路图如下图所示：

饱和磁滞回线和基本参数(图文)

饱和磁滞回线和基本参数(图文) 来源:电源谷作者: 如果将铁磁物质沿磁化曲线 OS 由完全去磁状态磁化到饱和B s（如图 4.3 所示），此时如将外磁场H 减小，B 值将不再按照原来的初始磁化曲线 (OS) 减小，而是更加缓慢地沿较高的B 减小，这是因为发生刚性转动的磁畴保留了外磁场方向。即使外磁场H =0 时，B 1 0 ，即尚有剩余的磁感应强度B r存在。这种磁化曲线与退磁曲线不重合性能称为磁化的不可逆性。磁感应强度B 的改变滞后于磁场强度H 的现象称为磁滞现象。如要使B 减少，必须加一个与原磁场方向相反的磁场强度 -H，当这个反向磁场强度增加到 -H c时，才能使磁介质中B =0 。这并不意味着磁介质恢复了杂乱无章状态，而是一部分磁畴仍保留原磁化磁场方向，而另一部分在反向磁场作用下改变为外磁场方向，两部分相等时，合成磁感应强度为零。如果再继续增大反向磁场强度，铁磁物质中反转的磁畴增多，反向磁感应强度增加，随着 -H值的增加，反向的B 也增加。当反向磁场强度增加到 -H s时，则B =-B s 达到反向饱和。如果使 -H=0,B= -B r，要使 -B r为零，必须加正向H C。如H 再增大到H s时，B 达到最大值B s，磁介质又达到正向饱和。这样磁场强度由H s→ 0 → - H C→ - H s→ 0 → H C→ H s, 相应地 , 磁感应强度由B s → B r → 0 → - B S → - B r → 0 → B s，形成了一个对原点 O 对称的回线 ( 图 4.3) ，称为饱和磁滞回线 , 或最大磁滞回线。在饱和磁滞回线上可确定的特征参数（图 4.3 ）为：图 4.3 磁芯的磁滞回线 1. 饱和磁感应强度 B S是在指定温度(25 ℃ 或100 ℃ ) 下，用足够大的磁场强度磁化磁性物质时，磁化曲线达到接近水平时，不再随外磁场增大而明显增大 ( 对于高磁导率的软磁材料 , 在 m r =100 处 ) 对应的B 值。 2. 剩余磁感应强度B r铁磁物质磁化到饱和后，又将磁场强度下降到零时，铁磁物质中残留的磁感应强度，即为B r。称为剩余磁感应强度，简称剩磁。

磁滞回线

【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。

铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的实验报告

铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的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H 曲线。3测定样品的Hc、Br、Bm和 Hm?6?1Bm等参数。4测绘样品的磁滞回线。【实验原理】1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2-1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2-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线图2-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态即BH0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Hm时B到达饱和值BmOabs称为起始磁化曲线。图2-1表明当磁场从Hm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减少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H0时B 不为零而保留剩磁Br。当磁场反向从0逐渐变至Hc时磁感应强度B消失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铁磁材料保持剩磁状态的能力线段RD称为退磁曲线。图2-1还表示当磁场按Hm→0→Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序变化相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDS’R’D’S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。2基本磁化曲线应该说明当初始态为HB0的铁磁材料在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线如图2-2所示这些磁滞回线顶点A1、A2、A3、…的连线为铁磁材料的基本磁化曲线由此可近似确定其磁导率因B与H非线性故铁磁材料的不是常数而是随H而变化如图2-3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。图2-3 铁磁材料μ与H 关系曲线图2-4 不同铁磁材料的磁滞回线可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据图2-4为常见的两种典型的磁滞回线其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽矫顽力大剩磁强可用来制造永磁体。3利用示波器观测磁滞回线的原理图2-5 原理电路图利用示波器观测磁滞回线的原理电路如图2-5所示。待测样品为EI型矽钢片其上均匀地绕以磁化线圈N及副线圈n。交流电压u加在磁化线圈上线路中串联了一取样电阻R1。将R1两端的电压UH加到示波器的X输入端上对DC4322B 示波器为通道Ⅰ。副线圈n与电阻R2和电容C串联成一回路。电容C两端的电压UB加到示波器的Y输入端上对DC4322B示波器为通道Ⅱ。下面我们来说明为什么这样的电路能够显示和测量磁滞回线。

铁磁材料磁滞回线及基本磁化曲线的测量

实验26 铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量铁磁性材料分为硬磁材料和软磁材料。软磁材料的矫顽力小于100A/m ，常用于电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。铁磁材料的磁化过程和退磁过程中磁感应强度和磁场强度是非线性变化的，磁滞回线和基本磁化曲线是反映软磁材料磁性的重要特性曲线。矫顽力、饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、初始磁导率、最大磁导率、磁滞损耗等参数均可以从磁滞回线和基本磁化曲线上获得，这些参数是磁性材料研制、生产和应用的总要依据。采用直流励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为静态磁滞回线；采用交变励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为动态磁滞回线。本实验利用交变励磁电流产生磁场对不同性能的铁磁材料进行磁化，测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。【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、剩余磁感应强度、饱和磁感应强度、磁滞损耗等磁化参数。【实验仪器与用具】 FB310型动态磁滞回线实验仪，双踪示波器，导线。【实验原理】 1．磁性材料的磁化特性及磁滞回线研究磁性材料的磁化规律时，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。铁磁性材料磁化时，它的磁感应强度B 要随磁场强度H 变化而变化。但是B 与H 之间的函数关系是非常复杂的。主要特点如下：（1）当磁性材料从未磁化状态（H =0且B =0）开始磁化时，B 随H 的增加而非线性增加由此画出的H B 曲线称为起始磁化曲线，如图3.26.1（O-a ）段曲线。起始磁化曲线大致分为三个阶段，第一阶段曲线平缓，第二阶段曲线较陡，第三阶段曲线又趋于平缓。最后当H 增大到一定值m H 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m H 和s B 分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度，对应图3.26.1中的a 点。

磁滞回线的测量(实验报告记录)()

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

实验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名学号班级桌号教室基础教学楼1101 实验日期2016年月日节此实验项目教材没有相应内容，请做实验前仔细阅读本实验报告！并携带计算器，否则实验无法按时完成！一、实验目的： 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。二、实验仪器 1.双踪示波器 2.DH4516C型磁滞回线测量仪石家庄铁道大学物理实验中心第3页共15页

三、实验原理（一）铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几个重要概念 1、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S和磁化曲线石家庄铁道大学物理实验中心第4页共15页

石家庄铁道大学物理实验中心第5页共15页铁磁材料未被磁化时，H 和B 均为零。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（OS ）曲线所示。到S 后，B 几乎不随H 的增大而增大，此时，介质的磁化达到饱和。与S 对应的H S 称饱和磁场强度，相应的B S 称饱和磁感应强度。我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H 逐步退到零，B 也逐渐减小，但B 的减小“跟不上”H 的减小（B 滞后于H ）。即：其轨迹并不沿原曲线SO ，而是沿另一曲线Sb 下降。当H 下降为零时，B 不为零，而是等于B r ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象，B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ，必须加反向磁场，当B =0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现B H B ～H H μB ～H S f d e

铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量

实验26铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量铁磁性材料分为硬磁材料和软磁材料。软磁材料的矫顽力小于100A/m，常用于电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。铁磁材料的磁化过程和退磁过程中磁感应强度和磁场强度是非线性变化的，磁滞回线和基本磁化曲线是反映软磁材料磁性的重要特性曲线。矫顽力、饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、初始磁导率、最大磁导率、磁滞损耗等参数均可以从磁滞回线和基本磁化曲线上获得，这些参数是磁性材料研制、生产和应用的总要依据。采用直流励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为静态磁滞回线；采用交变励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为动态磁滞回线。本实验利用交变励磁电流产生磁场对不同性能的铁磁材料进行磁化，测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。【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、剩余磁感应强度、饱和磁感应强度、磁滞损耗等磁化参数。【实验仪器与用具】 FB310型动态磁滞回线实验仪，双踪示波器，导线。【实验原理】 1.磁性材料的磁化特性及磁滞回线研究磁性材料的磁化规律时，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。铁磁性材料磁化时，它的磁感应强度B要随磁场强度H变化而变化。但是B与H之间的函数关系是非常复杂的。主要特点如下： (1)当磁性材料从未磁化状态( H =0且B =0)开始磁化时，B随H的增加而非线性增加由此画出的B-H曲线称为起始磁化曲线，如图 3.26.1 (O-a)段曲线。起始磁化曲线大致分为三个阶段，第一阶段曲线平缓，第二阶段曲线较陡，第三阶段曲线又趋于平缓。最后当H增大到一定值H m 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H m和B s分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度，对应图 3.26.1中的a点。

南昌大学铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：

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。二、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S SRD'S D R' '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。应该说明，当初始态为H＝B＝O的铁磁材料，在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化，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 H B μ=，因B与H非线性，故铁磁材料的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。可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据，图4为常见的两种典型的磁滞回线，其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来制造永磁体。图2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线图1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线图 3 铁磁材料μ与H并系曲

大学物理实验报告-磁滞回线研究

磁滞回线研究班级姓名学号一、实验目的：a. 研究磁性材料的动态磁滞回线； a) b.了解采用示波器测动态磁滞回线的原理； b) c. 利用作图法测定磁性材料的饱和磁感应强度B,磁场强度H 二、实验仪器：普通型磁滞回线实验仪DH 4516。实验原理：当材料磁化时，磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关，而且决定于磁化的历史情况，如图2.3.2-1所示。曲线OA 表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随H 的增加而增加，称为磁化曲线。当H 增加到某一值H S 时，B 几乎不再增加，说明磁化已达到饱和。材料磁化后，如使H 减小，B 将不沿原路返回，而是沿另一条曲线ACA 下降。当H 从-H S 增加时，B 将沿A ’C ’A 曲线到达A ，形成一闭合曲线称为磁滞回线，其中H=0时，r B B ，B r 称为剩余磁感应强度。要使磁感应强度B 为零，就必须加一反向磁场-H c , H c 称为矫顽力。为了使样品的磁特性能重复出现，也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态（H=0,B=0）开始，在测量前必须进行退磁，以消除样品中的剩余磁性。 1 .示波器测量磁滞回线的原理图2.3.2-2所示为示波器测动态磁滞回线的原理电路。将样品制成闭合的环形，然后均匀地绕以磁化线圈N 1及副线圈N 2，即所

谓的罗兰环。交流电压u 加在磁化线圈上，R 1为取样电阻，其两端的电压u 1加到示波器的x 轴输入端上。副线圈N 2与电阻R 2和电容串联成一回路。电容C 两端的电压u 加到示波器的y 输入端上。（1）u x (x 轴输入)与磁场强度H 成正比，若样品的品均周长为l ，磁化线圈的匝数为N 1，磁化电流为i 1（瞬时值），根据安培环路定理，有H l =N 1 i 1,而11i R u =，所以 H N l R u 111= （1）由于式中R 1、l 和N 1皆为常数，因此，该式清楚地表明示波器荧光屏上电子束水平偏转的大小（u 1）与样品中的磁场强度（H ）成正比。（2）u C （y 轴输入）在一定条件下与磁感应强度B 成正比设样品的截面积为S ，根据电磁感应定律，在匝数为N 2的副线圈中，感应电动势应为 dt dB S N E 22-= （2）此外，在副线圈回路中的电流为i 2且电容C 上的电量为q 时，又有 C q i R E +=222 （3）考虑到副线圈匝数N 2较小，因而自感电动势未加以考虑，同时，R 2与C 都做成足够大，使电容C 上的电压降（u c =q/C ）比起电阻上的电压降R 2i 2小到可以忽略不计。于是式（3）可

磁滞回线的测量实验报告

磁滞回线的测量实验报告公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-

石家庄铁道大学物理实验中心第1页共10页实验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名学号班级桌号教室基础教学楼1101 实验日期 2016年月日节一、实验目的： 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs 、剩磁Br 和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。二、实验仪器 1. 双踪示波器 2. DH4516C 型磁滞回线测量仪评分此实验项目教材没有相应内容，请做实验前仔细阅读本实验报告！并携带计算器，否则实验无法按时完成！

图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H逐步退到零，B也逐渐减小，但B 的减小“跟不上”H的减小（B滞后于H）。即：其轨迹并不沿原曲线SO，而是沿另一曲线Sb下降。当H下降为零时，B不为零，而是等于B r ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象， B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ，必须加反向磁场，当B=0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线成为一闭合曲线，这个闭合曲线称为磁滞回线，如图2所示。 3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料，设开始时呈去磁状态，依次选取磁化电流I 1 、 I 2、….I n ，则相应的磁场强度为H 1 、H 2 、….H 3 ，在每一磁化电流下反复交换电流方向（称为磁锻炼），即在每一个选定的磁场值下，使其方向反复发生几次变化（如H 1→- H 1 →H 1 →- H 1 ….），这样操作的结果，是在每一个电流

用示波器测动态磁滞回线、磁场测量实验报告

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 (动态磁滞回线实验) 磁性材料在科研和工业中有着广泛的应用，种类也相当繁多，因此各种材料的磁特性测量，是电磁学实验中一个重要内容。磁特性测量分为直流磁特性测量和交流磁特性测量。本实验用交流正弦电流对磁性材料进行磁化，测得的磁感应强度与磁场强度关系曲线称为动态磁滞回线，或者称为交流磁滞回线，它与直流磁滞回线是有区别的。可以证明：磁滞回线所包围的面积等于使单位体积磁性材料反复磁化一周时所需的功，并且因功转化为热而表现为损耗。测量动态磁滞回线时，材料中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗，因此，同一材料的动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积稍大些。本实验重点学习用示波器显示和测量磁性材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的方法，了解软磁材料和硬磁材料交流磁滞回线的区别。一．实验目的 1. 了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导率的理解。 2. 用示波器测量软磁材料（软磁铁氧体）的磁滞回线和基本磁化曲线，求该材料的饱和磁感应强度m B 、剩磁r B 和矫顽力c H 。 3. 学习示波器的X 轴和Y 轴用于测量交流电压时，各自分度值的校准。 4. 用示波器显示硬铁磁材料（模具钢12Cr ）的交流磁滞回线，并与软磁材料进行比较。二. 实验原理（一）铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁性的原因。一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。如左图所示，当铁磁物质中不存在磁化场时，H 和B 均为零，在H B 图中则相当于坐标原点O 。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 不再增加或增加的十分缓慢，这说明该物质的磁化已达到饱和状态。m H 和m B 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 逐步退到零，则与此同时B 也逐渐减小。然而，其轨迹并不沿原曲线AO ，而是

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

实验名称：软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类.软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯.磁化曲线和磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线.矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r .磁滞损耗P 等参数均可以从磁滞回线和磁化曲线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据. 铁磁材料磁化时，其磁感强度随磁场强度的变化非常复杂.有如下特点： 1．一块从未被磁化的软磁材料磁化时，当H 由0开始逐渐增加至某最大值H m ，B 也由0开始逐渐增加，由此画出的B -H 曲线o -a 称起始磁化曲线，如图1所示. 起始磁化曲线大致分为三个阶段，第一阶段曲线平缓，第二阶段曲线很陡，第三阶段曲线又变得平缓.最后B 趋于不变，这种现象称为饱和.饱和时的磁感强度称为饱和磁感强度，记做B s . 2．磁化过程中材料内部发生的过程是不可逆的，当磁场由饱和时的H m 减小至0，B 并非沿原来的磁化曲线返回，而是滞后于H 的变化.当H =0时，B =B r ，称为剩余磁感应强度.要想使B 为0，就必须施加一反向磁场-H c .H c 称为矫顽力. 继续加大反向磁场至-H m ，曲线到达a '，磁感应强度变为-B s .磁场再由-H m 变至H m ，曲线又回到a ，形成一条闭合曲线，叫磁滞回线. 3．如果初始磁化磁场由0开始增加至一小于H m 的值H 1，然后磁场在- H 1与H 1之间变化，也可以得到一条磁滞回线.但这条曲线不是饱和的.逐渐增加磁场至H 2，H 3，H 4，…(H 2

磁滞回线的测量实验报告

石家庄铁道大学物理实验中心第1页共14页实验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名学号班级桌号教室基础教学楼1101 实验日期 2016年月日节一、实验目的： 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs 、剩磁Br 和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。二、实验仪器 1. 双踪示波器 2. DH4516C 型磁滞回线测量仪评分此实验项目教材没有相应内容，请做实验前仔细阅读本实验报告！并携带计算器，否则实验无法按时完成！

图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H逐步退到零，B也逐渐减小，但B 的减小“跟不上”H的减小（B滞后于H）。即：其轨迹并不沿原曲线SO，而是沿另一曲线Sb下降。当H下降为零时，B不为零，而是等于B r ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象，B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ，必须加反向磁场，当B=0时磁场的值H c为铁磁质的矫顽力。当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线成为一闭合曲线，这个闭合曲线称为磁滞回线，如图2所示。 3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料，设开始时呈去磁状态，依次选取磁化电流I 1 、 I 2、….I n ，则相应的磁场强度为H 1 、H 2 、….H 3 ，在每一磁化电流下反复交换电流方向（称为磁锻炼），即在每一个选定的磁场值下，使其方向反复发生几次变化（如H 1→- H 1 →H 1 →- H 1 ….），这样操作的结果，是在每一个电流

磁性材料铁氧体的磁滞回线测量

磁性材料铁氧体的磁滞回线测量随着科技的高速发展，磁性材料的应用越来越引起人们的重视，磁性材料在科技的进步和快速发展起着至关重要的作用，对磁性材料的研究也取得一定程度的进展。而交流磁滞回线也是磁性材料的非常重要的性能之一。本实验使用交流磁滞回线测量仪进行测量，并通过LABVIEW和MATLAB自动绘图和数据处理，分析了不同频率下的磁滞回线形貌，并讨论了频率与各特征参数之间的关系。关键词：磁滞回线，磁感应强度，磁化，频率第一章绪论 1.1 软磁材料概述软磁材料是指矫顽力低（Hc＜1000A/m）、磁导率高、磁滞损耗小、磁感应强度大及在外磁场下易磁化和退磁的一类磁性材料。主要有金属软磁材料及铁氧体软磁材料等类型。其中软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物，在磁场中可以反复磁化，当外电场去掉以后获得的磁性便会全部或大部分消失。采用粉末冶金方法生产。软磁材料的应用十分广泛，在电领域、信息化领域、汽车领域和其他配套领域都有应用，同时将软磁材料作为电子元器件生产的主要原材料的需求最为突出。近年来，软磁材料的市场需求逐步增加，在磁性材料行业中的发展受到人们的更加关注。 1.2磁化过程我们知道磁性产品性能的好坏主要由磁心部分决定，关键看该软磁材料在实际应用条件下的磁性能。要知道磁性能的详细信息，当然需要我们对磁滞回线的测量，通过磁滞回线图可以得到磁材料性能的各项参数，如矫顽力、饱和磁感应强度、剩磁等，只有这些参数才能进行最佳的设计。磁性体的内部具有磁畴，就像众多的小磁铁一样混乱排列，整体对外没有磁性。在外加磁场的作用下，磁矩会向外加磁场方向转动，从而沿外场方向有