铁磁性材料磁滞回线
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的 测量
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测量磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的两个基本磁性特性，可以通过实验测量来获得。
磁化曲线反映了铁磁材料在外加磁场下的磁化过程，磁滞回线则是描述铁磁材料在磁场变化时磁化状态的变化过程。
在这篇文章中，我们将详细介绍铁磁材料磁化曲线和磁滞回线的测量方法。
一、磁化曲线的测量1、实验原理铁磁材料在外磁场作用下会被磁化，磁化过程可以被描述为一个磁化曲线。
实验中，我们可以通过应用不同大小的磁场来测量铁磁材料的磁化曲线，并在相应的磁场值处记录样品磁化强度。
2、实验步骤（1）选择适当的铁磁材料。
铁磁材料应该具有较高的磁滞回线，磁化曲线应平滑连续。
（2）制备样品。
将铁磁材料制成条状或薄片状，并尽可能保持样品尺寸一致。
（3）将制备好的铁磁材料打磨并清洗干净。
（4）准备实验装置。
将样品放置于磁感应计中间，并将磁感应计连接到电压表或电流表。
（5）应用不同大小的外磁场，并记录磁化强度。
使用恒流源或电压源，应用不同大小的电流或电压，同时记录磁感应计测得的磁感应强度，以得到磁化曲线。
重复多次实验，取平均值或绘制不同曲线来验证测量结果的准确性。
3、注意事项（1）要保持样品尺寸一致，以避免磁滞回线太宽或太窄。
（2）应避免外界干扰和温度变化对实验结果的影响。
（3）在应用不同磁场时，应注意不要让磁场过强以至于将样品磁化到饱和，否则曲线终止于饱和点。
（1）选择适当的铁磁材料。
（4）以一个磁场方向开始，应用不同大小的磁场，并记录磁化强度，记录下磁化曲线，此时磁滞回线仍未形成完整闭合环形。
（5）随着外磁场方向变化，记录相应的磁化曲线和磁滞回线，直到一整个闭合环形的曲线测得。
（6）重复多次实验，取平均值或绘制不同曲线来验证测量结果的准确性。
（1）测量时应注意保持外部环境的稳定，避免温度、震动等因素对实验结果的影响。
（2）应避免将试样磁滞回线的心磁化带磁化到饱和，否则将不能获得完整的磁滞回线。
（3）应避免在试样磁滞回线完成闭合之前改变外加磁场的方向，否则将失去呈环形的磁化曲线。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
-1- 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线在各类磁介质中应用最广泛的是铁磁物质。
在20世纪初期铁磁材料主要用在电机制造业和通讯器件中如发电机、变压器和电表磁头而自20世纪50年代以来随着电子计算机和信息科学的发展应用铁磁材料进行信息的存储和纪录例如现以成为家喻户晓的磁带、磁盘不仅可存储数字信息也可以存储随时间变化的信息不仅可用作计算机的存储器而且可用于录音和录像已发展成为引人注目的系列新技术预计新的应用还将不断得到发展。
因此对铁磁材料性能的研究无论在理论上或实用上都有很重要的意义。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征。
本实验仪用交流电对铁磁材料样品进行磁化测绘的B-H曲线称为动态磁滞回线。
测量铁磁材料动态磁滞回线的方法很多用示波器测绘动态磁滞回线具有直观、方便、迅速及能在不同磁化状态下交变磁化及脉冲磁化等进行观察和测绘的独特优点。
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掌握铁磁材料磁滞回线的概念。
3掌握测绘动态磁滞回线的原理和方法。
4测定样品的基本磁化曲线作μH曲线。
5测定样品的HC、Br、Hm和Bm等参数。
6测绘样品的磁滞回线估算其磁滞损耗。
二、实验原理1铁磁材料的磁滞特性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。
其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化故磁导率μB/H很高。
另一特征是磁滞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之间关系的特性。
即磁场作用停止后铁磁物质仍保留磁化状态图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线。
将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态即BHO当磁场强度H从零开始增加时磁感应强度B随之从零缓慢上升如曲线oa 所示继之B随H迅速增长如曲线ab所示其后B的增长又趋缓慢并当H增至HS时B达到饱和值BS这个过程的oabS曲线称为起始磁化曲线。
铁磁材料的磁滞回线实验报告
铁磁材料的磁滞回线实验报告磁滞回线是描述铁磁材料磁化特性的重要参数之一，它反映了材料在外加磁场作用下磁化状态的变化规律。
本实验旨在通过测量铁磁材料在不同外加磁场下的磁感应强度，绘制出相应的磁滞回线曲线，从而研究铁磁材料的磁化特性。
实验仪器与材料：1. 信号发生器。
2. 交流电桥。
3. 励磁线圈。
4. 磁滞回线测试线圈。
5. 铁磁材料样品。
6. 示波器。
7. 直流电源。
8. 万用表。
实验步骤：1. 将交流电桥接通，调节信号发生器输出频率和幅度，使得电桥平衡。
2. 通过励磁线圈对铁磁材料进行励磁，同时接通示波器，观察磁感应强度随时间的变化曲线。
3. 逐渐增大励磁电流，记录不同外加磁场下的磁感应强度值。
4. 根据实验数据，绘制铁磁材料的磁滞回线曲线。
实验结果与分析：通过实验测得的数据，我们成功绘制出了铁磁材料的磁滞回线曲线。
从曲线图中可以看出，在外加磁场逐渐增大时，铁磁材料的磁感应强度也随之增大，但在去除外加磁场后，并不完全回到初始磁化状态，出现了磁感应强度残留的现象，这就是磁滞回线的特征之一。
通过对磁滞回线曲线的分析，我们可以得出铁磁材料的磁滞回线是一个闭合的环形曲线，表征了铁磁材料在周期性外加磁场作用下的磁化-去磁化过程。
磁滞回线的面积大小反映了铁磁材料的磁滞损耗，面积越大表示磁滞损耗越大，材料的磁化特性越差。
结论：本实验通过测量铁磁材料的磁滞回线，成功揭示了铁磁材料在外加磁场作用下的磁化特性。
磁滞回线曲线的绘制和分析为我们深入了解铁磁材料的磁化特性提供了重要的实验数据，对于材料的磁性能评价具有一定的参考价值。
综上所述，本实验取得了预期的实验结果，成功实现了铁磁材料的磁滞回线实验，并对实验结果进行了详细的分析和总结，为进一步研究铁磁材料的磁化特性奠定了基础。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
一、测量样品之前为什么要退磁？
答：铁磁材料被磁化后，当外磁场强度H减为0后，铁磁材料还保留磁感应强度，称其为铁磁材料的剩磁，只有消除声磁我们在测基本磁化曲线时，对较小的磁场强度H的电压U对应的样品的磁感应强度B才是正确的，才能显示正确的图形。
二、什么叫做初始磁化曲线？
答：当铁磁材料从未磁化状态（H=0且B=0）开始磁化时，B随H的增加而非线性增加。
当H增大到一定值Hm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Hm和Bm分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度。
B~H曲线称为初始磁化曲线。
三、怎样使样品完全退磁，使初始状态在H＝0，B＝0点上？
答：打开实验仪电源，对样品退磁。
顺时针方向转动励磁电压“U选择”旋钮，使U从0增加到3V，然后逆时针方向转动旋钮，将U从３Ｖ降至0。
退磁的目的是使样品处于磁中性状态，即B＝0，H＝0。
四、什么叫铁刺损耗？
答：当铁磁材料沿着磁滞回线经历磁化→去磁→反向磁化→反向去磁的循环过程中，由于磁滞效应，要消耗额外的能量，并且以热量的形式耗散掉。
这部分因磁滞效应而消耗的能量，叫做磁滞损耗]
[BH。
一个循环过程中单位体积磁性材料的磁滞损耗正比于磁滞回线所围的面积。
磁铁的磁滞回线实验
磁铁的磁滞回线实验磁滞回线实验是一种常见的物理实验，通过制作磁滞回线图来展示磁铁在不同磁场强度下的磁化特性。
本文将介绍磁滞回线实验的原理、实验步骤和实验结果的分析。
一、实验原理磁滞回线实验是通过改变磁铁的外部磁场，测量磁铁的磁化强度与外部磁场强度的关系。
在应用过程中，磁铁的磁化强度并不是简单地随外部磁场强度的升高而线性增加，而是出现一定的滞后现象，这种滞后现象被称为磁滞。
二、实验步骤1. 准备实验所需材料：一块铁芯、螺线管、直流电源、电流表以及磁场强度计等。
2. 将螺线管绕在铁芯上，固定好，并将电流表接在螺线管两端。
3. 将铁芯置于电磁铁的磁场中，并调整直流电源的电流，使其产生不同的磁场强度。
4. 测量电流表的读数和磁场强度计的读数，并记录下来。
5. 依次改变磁场强度，并重复步骤4，直到得到一条完整的磁滞回线。
三、实验结果分析通过实验得到的磁滞回线图能够直观地表达磁铁的磁滞现象。
在图中，横轴表示外部磁场强度，纵轴表示磁化强度。
磁滞回线的形状会告诉我们关于磁铁的磁化特性。
磁滞回线图的形状可以呈现出以下几种情况：1. 矩形：矩形回线表示磁铁完全磁化时的特征，当外部磁场的方向与磁铁相同时，磁滞回线为一个闭合的矩形。
2. S形：当外部磁场的方向与磁铁相反时，磁滞回线呈现出S 形，这是因为磁铁开始磁化时，其磁感应强度增大速度比较快，而当磁铁接近饱和时，磁感应强度增大速度减慢，因此形成曲线较为平缓的部分。
3. 弯曲：弯曲的磁滞回线表明磁铁的磁化特性具有不对称性，也就是当外部磁场强度减小或增大时，磁滞回线出现了偏移。
通过观察磁滞回线图，我们可以了解磁铁的磁化特性，包括饱和磁感应强度、残余磁感应强度、矫顽力等参数。
在实际应用中，磁滞回线的形状也会对磁铁的使用产生一定的影响，因此对磁滞回线进行研究具有重要的意义。
总结起来，磁滞回线实验是一种用来展示磁铁磁化特性的常见实验方法。
通过测量磁铁在外部磁场作用下的磁化强度，并制作磁滞回线图，可以直观地了解磁铁的磁化特性和滞后现象。
铁磁材料的磁滞回线实验报告
铁磁材料的磁滞回线实验报告铁磁材料是一类在外加磁场下具有明显磁性的材料，其磁性能对于电磁设备和磁性传感器等领域具有重要的应用价值。
本实验旨在通过对铁磁材料的磁滞回线进行测量和分析，探究其在外磁场作用下磁化特性的变化规律。
1. 实验目的。
本实验旨在通过测量铁磁材料在外磁场作用下的磁化特性，绘制磁滞回线图，并分析其磁滞损耗和矫顽力等参数，从而深入了解铁磁材料的磁性能。
2. 实验原理。
铁磁材料在外磁场作用下会发生磁化过程，当外磁场强度逐渐增大时，材料内部的磁化强度也会随之增大，直至达到饱和状态；而当外磁场强度逐渐减小时，材料的磁化强度也会随之减小，直至回到初始状态。
这一过程形成的磁化特性曲线即为磁滞回线。
3. 实验步骤。
（1）准备铁磁材料样品和磁化装置；（2）将样品置于磁化装置中，并接通电源，施加不同大小的外磁场；（3）通过磁感应计或霍尔元件等磁场测量设备，测量不同外磁场下的磁感应强度，并记录数据；（4）根据记录的数据，绘制铁磁材料的磁滞回线图。
4. 实验结果与分析。
通过实验测量和数据处理，我们得到了铁磁材料的磁滞回线图。
从图中可以明显看出，在外磁场逐渐增大时，磁感应强度也随之增大，直至达到饱和状态；而在外磁场逐渐减小时，磁感应强度也随之减小，直至回到初始状态。
这一过程呈现出明显的磁滞特性，磁滞损耗和矫顽力等参数也可以通过磁滞回线图进行计算和分析。
5. 实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了铁磁材料的磁滞特性，掌握了磁滞回线图的绘制和分析方法，对铁磁材料的磁性能有了更深入的认识。
这对于进一步研究和应用铁磁材料具有重要的意义。
6. 实验总结。
本次实验通过对铁磁材料的磁滞回线进行测量和分析，深入了解了其在外磁场作用下的磁化特性。
同时，我们也发现了一些实验中存在的问题和不足之处，为今后的实验和研究工作提供了一定的参考和借鉴。
通过本次实验，我们对铁磁材料的磁滞回线有了更深入的了解，这对于相关领域的研究和应用具有一定的指导意义。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
现磁滞回线。
操作指南（续1）
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 。
观察比较样品1和2的磁化性能。 测绘曲线。接通实验仪和测试仪之间的连线。
基本磁化曲线。磁滞回线顶点的连线为铁
磁材料的基本磁化曲线，磁导率。
B
H
3，实验仪器
数码照片 磁滞回线实验组合分为实验仪和测试仪两大部
分。
4，操作指南
电路连接。选样品1按实验仪上所给的电路图 连接线路，令 R1 2.5，“U选择” 置于0 位。U 1 和 U 2 分别接示波器的“X输入”和 “Y输入”。
铁磁材料的磁滞回线 和基本磁化曲线
1，简介
铁磁材料（镍、钴、铁及其合金）在电力、通 讯等领域有着十分广泛的应用。磁滞回线磁滞 回线反映磁性材料在外磁场中的磁化特性。
2，实验原理
铁磁物质。在外磁场作用下，能被强烈磁化，磁导率很 高。磁场作用停止后，仍保持磁化状态，即磁滞。
磁化曲线。O点为磁中性状态，即BH0，当磁场H
结语谢谢大家！来自从0开始增加时，B随之缓慢上升，并当H到 H s 时，B达
到饱和值 B s ，到此为磁化曲线。当H减小到0时，B不
为0，而保留剩磁 B r 。 当磁场反向从0逐渐变为时，B消失，即要消除剩磁，必 须加反向磁场。H c 为矫顽力，反映保持剩磁状态的能力。
磁化曲线和磁滞回线
实验原理（续）
磁滞回线。当铁磁材料处于交变磁场中， 将沿磁滞回线反复运动，在此过程中要消 耗额外的能量，并以热的形式释放，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。
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线
铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线铁磁材料分为硬磁和软磁两类。
硬磁材料（如铸钢）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（如硅钢片）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。
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、 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2、 观察磁滞现象，加深对铁磁材料主要物理量（如矫顽力、剩磁和磁导率等）的理解。
二 实验原理(一)起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线铁磁材料（如铁、镍、钴和其他铁磁合金）具有独特的磁化性质。
取一块未磁化的铁磁材料，譬如以外面密绕线圈的钢圆环样品为例。
如果流过线圈的磁化电流从零逐渐增大，则钢圆环中的磁感应强度B 随激励磁场强度H 的变化如图1中oa 段所示。
这条曲线称为起始磁化曲线。
继续增大磁化电流，即增加磁场强度H 时，B 上升很缓慢。
如果H 逐渐减小，则B 也相应减小，但并不沿ao 段下降，而是沿另一条曲线ab 下降。
B 随H 变化的全过程如下：当H 按 O →H m →O →－c H →－H m →O →c H →H m 的顺序变化时，B 相应沿 O →m B →r B →O →－m B →－r B →O →m B 的顺序变化。
将上述变化过程的各点连接起来，就得到一条封闭曲线abcdefa,这条曲线称为磁滞回线。
从图1可以看出：BH B mB r a b －H m f o HC c d H m－H C－B r－B me图 1（1）当H ＝0时，B 不为零，铁磁材料还保留一定值的磁感应强度r B ，通常称r B 为铁磁材料的剩磁。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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实验数据记录及处理
X Y
根据示波器显示图形，在坐标纸上绘制1：1的 图形，并求出B、H、B、H。
根据记录的坐标，绘制基本磁化曲线。
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相关实验
参考实验讲义 《大学物理实验》陆金龄 杜树槐主编 --中国铁道出版社出版
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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。
Y (X) 轴输 入
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Y轴 位移
Y轴 输入
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实验装置
电阻箱
示波 器
信号 源
实验板
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内容总览
名词解释 仪器特性
过程描述 难点分析 操作指南
问题处理
实验报告
相关实验
名词解释
硬磁材料 软磁材料 磁滞回线 基本磁化曲线
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过程描述
利用教材所给的测量电路，选择适当的电路参 数，R、f后，改变信号发生器的输出电压，示 波器上将会显示磁滞回线的图形。 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。
数据纪录
-将磁场H由0（信号发生起电压）开始，逐步增加至B达到饱和 （次级电压增加很缓），记录对应于H（初级电压）的B（次级 电压）值。数据的记录密度，要有利于绘制B~H图！
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仪器特性
信号发生器 示波器 实验装置
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问题处理
图形倒置--调换X、Y轴输入。 图形不规范--改变R、f，直至达到满意为 止。 图形大小不适--改变信号发生器衰减倍率， 或改变示波器X、Y轴增益，直至达到满 意为止。
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难点分析
R的影响 改变电阻R观察图形的变化。 f的影响 改变信号频率f观察图形的变化。
R2
信 号 源
示 波 器
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操作指南
信号发生器的使用
信号发生器要调节它的输出频率、输出振幅，调节的标准是： 满足对于R的要求，并且要使得示波器上的磁滞回线的图形适 中，因为信号发生器输出振幅的大小直接影响示波器上图形 的大小。
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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。
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磁滞回线
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减少至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称为剩余磁感应强度，要想使B为0， 就必需施加一反向磁场-H。H称为矫顽力。
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基本磁化曲线
B
Bs Br c Hc b' a'
a
B
Hm
H
H1 H2 H3
H
起始 磁化 曲线
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磁滞回 线
基本 磁化 曲线
信号发生器
波形选择 波段选择
频率显示
频率调节
输出振幅调节
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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轴 增益 Y (X) 轴增益