动态磁滞回线的测定
动态磁滞回线实验报告
一、实验目的1. 理解铁磁材料的磁滞现象及其在工程中的应用。
2. 学习使用示波器观察和测量动态磁滞回线。
3. 掌握磁滞回线中关键参数（如饱和磁感应强度、矫顽力、剩磁等）的测量方法。
4. 分析磁滞回线形状与材料特性之间的关系。
二、实验原理铁磁材料在外加磁场的作用下，其磁化强度B与磁场强度H之间的关系并非线性，而是呈现非线性关系。
当磁场强度H增加到一定值时，B几乎不再随H的增加而增加，此时的B值称为饱和磁感应强度（Bs）。
当外磁场去除后，铁磁材料仍保留一定的磁性，此时的B值称为剩磁（Br）。
矫顽力（Hc）是指使剩磁为零所需的反向磁场强度。
动态磁滞回线是指铁磁材料在交变磁场作用下，磁化强度B与磁场强度H之间的关系曲线。
通过测量动态磁滞回线，可以获得铁磁材料的磁性能参数，如饱和磁感应强度、矫顽力、剩磁等。
三、实验仪器1. 示波器2. 交流电源3. 铁磁材料样品4. 磁场发生器5. 测量装置四、实验步骤1. 将铁磁材料样品固定在磁场发生器上。
2. 接通电源，调节磁场发生器输出交变磁场。
3. 将示波器的X轴输入端连接到磁场发生器的输出端，Y轴输入端连接到测量装置的输出端。
4. 观察示波器屏幕上的动态磁滞回线，记录关键参数（如饱和磁感应强度、矫顽力、剩磁等）。
5. 改变磁场发生器的输出频率，重复上述步骤，观察磁滞回线形状的变化。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们观察到铁磁材料的动态磁滞回线呈现非线性关系，且存在饱和磁感应强度、矫顽力、剩磁等关键参数。
2. 随着磁场发生器输出频率的增加，磁滞回线形状发生变化，饱和磁感应强度和矫顽力降低，剩磁增加。
3. 分析磁滞回线形状与材料特性之间的关系，发现磁滞回线形状与材料的磁导率、矫顽力、剩磁等参数有关。
六、实验结论1. 动态磁滞回线实验可以有效地测量铁磁材料的磁性能参数，为工程应用提供重要依据。
2. 磁滞回线形状与材料特性密切相关，通过分析磁滞回线可以了解材料的磁性能。
动态磁滞回线测量
清华大学试验报告纸系别 机械工程系 班级 机械51班 姓名 陈璞做实验日期 2007年3 月30日 教师评定用示波器测动态磁滞回线[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) 根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值；(3) 进一步学习示波器显示利萨如图形的方法。
[实验原理]利用示波器测动态磁滞回线的原理电路图如图所示。
将样品制成闭合的环形，其上均匀的绕有磁化线圈N1以及副线圈N2。
交流电压u加载磁化线圈上，线路上串联了一取样电阻R1。
将R1两端的电压u1加到示波器的X输入端上。
副线圈N2与电阻R2和电容R串联成一回路。
电容C两端的电压u c加到示波器的Y输入端上。
1、u1与磁场强度H成正比设环状样品的平均周长为l，磁化线圈的匝数为N1，磁化电流为i1（注意这是交流电的瞬时值），根据安培环路定律有Hl= N1 i1，即i1= Hl/ N1。
而u1= R1 i1，所以可得式中R1，l和N1皆为常数，可见u1与H成正比。
它表明示波器荧光屏上的电子束偏转的大小与样品中的磁场强度成正比。
2、u c（Y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，在匝数为的N2的副线圈中的感应电动势应为若副边回路中的电流为i2且电容C上的电量为q，则应有在上式中已考虑到副线圈匝数N2较小，因而自感电动势可忽略不计。
在选定线路参数时，有意将R2与C都选成足够大，使电容C上的电压降u c =q/C比起电阻上的电压降小到可以忽略不计。
于是，公式可以近似为将关系式代入得到不考虑其负号时，两式比较得到将等式两边对时间积分，由于B和u c都是交变的，积分常数为0。
整理后得到式中、S、和C皆为常数，可见与成正比，也就是说示波器荧光屏上的电子竖直方向偏转的大小与磁感强度成正比。
至此，可以看出，在磁化电流变化的一周期内，示波器的光点将描绘出一条完整的磁滞回线。
动态磁滞回线的测量
动态磁滞回线的测量班级姓名学号一、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.学会用示波法测绘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、剩磁和矫顽力的数值。
二、实验原理1.铁磁材料的磁滞性质铁磁材料除了具有高的磁导率外，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，而且决定于磁化的历史情况，如图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，而是沿另一条曲线下降。
当H从-增加时，B将沿曲线到达A，形成一闭合曲线称为磁滞回线，其中H=0时，|B|=, 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-, 称为矫顽力。
各种铁磁材料有不同的磁滞回线，主要区别在于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。
由于铁磁材料的磁滞特性，磁性材料所处的某一状态必然和它的历史有关。
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。
图1 B-H磁滞回线2.示波器测量磁滞回线的原理图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及副线圈，即所谓的罗兰环。
交流电压u加在磁化线圈上，为取样电阻，其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。
图2 用示波器测动态磁滞回线的原理图(1) (x轴输入)与磁场强度H成正比若样品的平均周长为l，磁化线圈的匝数为，磁化电流为i 1(瞬时值)，根据安培环路定理，有Hl=,而，所以(1)由于式中、ｌ和皆为常数，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()与样品中的磁场强度(H)成正比。
实验1动态磁滞回线的测量（用积分电路）
用RC 积分电路测动态磁滞回线一、基本教学要求 1.了解磁滞现象；2.学会用示波法测量动态磁滞回线。
二、实验原理设铁磁环的平均长度为L ，横截面积为S ，当原线圈输入交流电压U 时，在原线圈中将产生交变的磁化电流1i ，根据安培环路定理：11i N HL = 即L i N H 11=因为111R U i R =， 所以H N LR U R 111= 上式表明，加在示波器X 轴上的电压1R U 与磁场强度H 成正比。
原线圈中交变的磁场强度H 在磁环样品中产生交变的磁感应强度B ，则穿过样品横截面积S 的磁通量S B ⋅=ϕ，由法拉第电磁感应定律知，样品副线圈中产生的感应电动势为： dtdBS N dt d N 222-=-=ϕε 设副线圈中的感应电流为2i ，忽略自感电动势和回路损耗，则回路方程为C U R i +=222ε设电容C 上的充电量为Q ， dtdU C dt dQ i C ==2。
若选择选择足够大的R 2和C ，使C U R i >>22，则：dtdU CR R i C2222=≈ε dt dU C R dt dBSN C 22=- 积分得 B CR S N U C 22= 上式表明，加在示波器Y 轴上的电压与样品中的磁感应强度B 成正比。
磁滞回线的定标方法1：电流定标对X 轴用H 值定标如图，调电源电压使示波器水平线的长度与饱和时的长度相等，读出电流有效值，则LI N H m 112=。
对Y 轴用B 值定标，把被测样品换成互感，调电压使Y 向长度达到饱和时的长度，读出I M ，则dtdBS N dt dI MM 2=m Mm SB N MI 2=， SN MI S N MI B MMnm 222==方法2：电压定标用示波器直接测出1R U 和C U ，再转换为H 和B 。
用电流标定的值与用电压标定的值有何区别？为什么？（提示：电流不是理想的正弦信号）若用交流毫伏表测量电压进行定标，与用示波器测量电压的定标值有何区别，为什么？ 三、实验内容1、测量基本磁化曲线把示波器打到校准状态，调偏转因数旋钮使磁滞回线饱和时显示合适的大小，再慢慢降低电压交流退磁。
[大学物理实验]用示波器测动态磁滞回线
![[大学物理实验]用示波器测动态磁滞回线](https://img.taocdn.com/s3/m/194d22c2d5d8d15abe23482fb4daa58da0111cc3.png)
[大学物理实验]用示波器测动态磁滞回线实验指导实验重点、难点：1.铁磁性物质的磁化过程及磁滞现象的理解2.测量动态磁滞回线的原理和方法3.实验过程中样品退磁的概念及操作方法。
辅助功能介绍:界面的右上角的功能显示框:当在普通实验状态下，显示实验实际用时、记录数据按钮、结束操作按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束操作按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）。
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切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。
实验操作方法:1.测量动态磁滞回线和基本磁化曲线（1）启动实验程序，进入实验窗口。
（2）调节示波器a.打开示波器窗体。
点击开关按钮，打开示波器电源。
调节辉度旋钮、聚焦旋钮，并将校准信号接入示波器，分别对示波器CH1通道和CH2通道进行校准。
b.按下示波器X-Y按钮，调节示波器CH1通道和CH2通道的光点均与坐标原点重合。
（3）按照实验原理图进行线路连接连线方法：a.鼠标移动到仪器的接线柱上，按下鼠标左键不放。
b.移动鼠标到目标接线柱上c.松开鼠标左键，即完成一条连线（4）打开可调隔离变压器电源开关，调节输出电压到最大值，缓慢调节调压器的输出电压，使励磁电流从最大值600mA每次减小20mA，直至调为零，样品即被退磁。
（5）调节输出电压为80V，观察并记录示波器显示的饱和磁滞回线波形。
动态磁滞回线的测定(精)
基本磁化曲线数据表格 ：
U/V x 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 ... …
y H
B
… …
…
饱和磁滞回线数据表格：
a x y H 1 b 2 c 3 d 4 e f
B
铁磁性材料实验结果分析及 应用：
实验表明，不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差 很大，分为软磁材料，硬磁材料，矩磁铁氧体材料。
B B B
O
H
O
H
O
H
软磁材料
硬磁材料
矩磁铁氧体材料
软磁材料
B
特点 磁导率大，矫顽 力小，容易磁化，也容 易退磁，磁滞回线包围 面积小，磁滞损耗小。 O
H
应用 硅钢片，作变压 器、电机、电磁铁的铁 芯，铁氧体(非金属)作 高频线圈的磁芯材料。
软磁材料
硬磁材料
B
O
H
特点 剩余磁感应强度 大，矫顽力大，不容易 磁化，也不容易退磁， 磁滞回线宽，磁滞损耗 大。 应用 作永久磁铁，永 磁喇叭等。
H
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，磁化曲线为一闭合 曲线—磁滞回线。
实验内容
1. 熟悉低频信号发生器和示波器各旋钮的作用， 并调节示波器的光点在屏幕坐标的中心位置； 2. 按图连接线路，在确认调压器的输出为0伏后， 接通电源。 3. 逐渐升高信号源的输出电压，屏幕上应出现磁 滞回线的形状。调节示波器的分度旋钮，使磁 滞回线充满整个屏幕后。 4. 基本磁化曲线的测量：从0V开始，逐渐增加信 号源的输出电压为0V、1V、2V、3V、4V、5V、 6V、7V、8V……，分别记下对应的每条磁滞 回线的顶点坐标，原点与各磁滞回线顶点坐标 的连线，就是基本磁化曲线。
动态磁滞回线实验报告
动态磁滞回线实验报告
目录
1. 实验目的
1.1 实验原理
1.1.1 动态磁滞回线的概念
1.1.2 动态磁滞回线的影响因素
1.2 实验材料
1.3 实验步骤
1.3.1 准备工作
1.3.2 进行实验
1.4 实验结果分析
1.5 实验结论
实验目的
本实验旨在通过实验观察和测量动态磁滞回线，了解其特性及影响因素，从而加深对磁滞现象的理解。
实验原理
动态磁滞回线的概念
动态磁滞回线是指在磁场强度变化的作用下，磁介质磁化强度随着磁场的变化而发生的磁化-消磁过程。
它是磁介质对外加磁场响应的特征之一。
动态磁滞回线的影响因素
动态磁滞回线的形状和特性受到多种因素的影响，包括磁性材料的种类、外加磁场的频率和强度等。
实验材料
本实验所需材料包括磁性材料样品、磁场强度测量仪器、交变磁场发生器等。
实验步骤
准备工作
1. 将磁性材料样品置于磁场强度测量仪器中。
2. 调节交变磁场发生器的频率和强度参数。
进行实验
1. 开启磁场强度测量仪器和交变磁场发生器。
2. 调节磁场强度测量仪器测量动态磁化曲线。
3. 记录实验数据并进行分析。
实验结果分析
通过实验数据分析，可以观察到动态磁滞回线的形状、变化规律，进一步探讨其在不同条件下的变化趋势和影响因素。
实验结论
根据实验结果分析，可以得出关于动态磁滞回线特性和影响因素的结论，进一步加深对磁滞现象的理解和认识。
动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告
1. 动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告2. 引言在材料科学和物理学领域，磁性材料的性质对于电磁器件和磁性储存系统的设计和性能起着至关重要的作用。
磁滞回线和磁化曲线是描述磁性材料特性的重要参数，它们对于磁性材料的应用和应力分析具有重要意义。
本实验旨在通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线，研究和分析磁性材料的特性，以期能更深入地理解和应用这些理论知识。
3. 实验目的本次实验旨在探索磁性材料的磁滞回线和磁化曲线特性，通过动态法测量并分析磁性材料的磁滞回线和磁化曲线，了解磁性材料在外加磁场作用下的磁性响应规律，并对实验结果进行分析和讨论。
4. 实验原理磁滞回线是描述磁性材料在外加磁场变化时磁化状态的变化规律的曲线。
而磁化曲线则是描述磁性材料在外加磁场的作用下，磁化强度随磁场强度的变化关系。
通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线，可以得到材料的磁滞回线图形和磁化曲线图形，并通过分析曲线的各项参数，揭示材料中的一些重要性质。
5. 实验步骤（1）准备工作：准备好磁性材料样品、测量设备和外加磁场设备。
（2）动态法测量磁滞回线：将样品置于外加磁场设备中，通过改变外加磁场的大小和方向，观察样品的磁化状态变化，并记录数据。
（3）动态法测量磁化曲线：在不同外加磁场下，测量样品的磁化强度，并记录数据。
（4）数据处理和分析：根据实验数据，绘制磁滞回线图和磁化曲线图，并分析曲线的各项参数，如剩磁、矫顽力等。
6. 实验结果通过动态法测量，我们得到了样品的磁滞回线和磁化曲线图形，并对实验数据进行了分析。
在磁滞回线图中，我们观察到样品在外加磁场作用下出现了明显的磁滞现象，磁滞回线的形状反映了样品的磁滞性能；在磁化曲线图中，我们观察到了样品在不同外加磁场下磁化强度的变化规律，通过对曲线参数的分析，我们可以得到材料的一些重要性能指标。
7. 实验分析通过对实验数据的分析，我们可以发现磁滞回线和磁化曲线反映了磁性材料在外加磁场作用下的磁性响应规律。
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基本磁化曲线数据表格 ：
U/V x 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 ... …
y H
B
… …
…
饱和磁滞回线数据表格：
a x y H 1 b 2 c 3 d 4 e f
B
铁磁性材料实验结果分析及 应用：
实验表明，不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差 很大，分为软磁材料，硬磁材料，矩磁铁氧体材料。
硬磁材料
矩磁材料
B
特点
磁滞回线呈矩 形状
O
H
应用 作计算机中的 记忆元件，磁化时极 性的反转构成了“0” 与“1”的物理载体。
矩磁铁氧体材料
H
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，磁化曲线为一闭合 曲线—磁滞回线。
实验内容
1. 熟悉低频信号发生器和示波器各旋钮的作用， 并调节示波器的光点在屏幕坐标的中心位置； 2. 按图连接线路，在确认调压器的输出为0伏后， 接通电源。 3. 逐渐升高信号源的输出电压，屏幕上应出现磁 滞回线的形状。调节示波器的分度旋钮，使磁 滞回线充满整个屏幕后。 4. 基本磁化曲线的测量：从0V开始，逐渐增加信 号源的输出电压为0V、1V、2V、3V、4V、5V、 6V、7V、8V……，分别记下对应的每条磁滞 回线的顶点坐标，原点与各磁滞回线顶点坐标 的连线，就是基本磁化曲线。
2. 实验原理图
N1 DX H x R1l
B
R2CDy N2 A
y
实验原理
使励磁电流从零开始，此时B=H=0，然后逐渐 增大电流，以增大H 。测得B与H的对应关系如 图所示： 随H的增大，B先缓慢增大 从S开始，B几乎不 (OA段)，然后迅速增大(AB 随H的增大而增大， 段)，过B点过后，B又缓慢增 介质的磁化达到饱 大(BC段)。 B, r 和。与S对应的HS 称饱和磁场强度， 相应的BS称饱和磁 C B~H S 感应强度。 B
理学院物理实验教学中心 姜富强 助教
主要内容
实验目的 实验内容与步骤 实验仪器 数据处理
实验原理 实验分析及应用
实验目的
理解铁磁材料的磁滞回线、磁化
曲线以及剩磁、矫顽力等概念； 学习用示波器观察铁磁材料磁滞 回线的方法。
实验装置
低频信号发生器：
示波器：
9孔插线方板及相应的电器元件等
5.饱和时的磁滞回线测量：在坐标纸上描 绘磁化饱和时的磁滞回线，并对示波器上 每格对应的H和B 值进行标定。
B的变化总落后于H的变 化，称磁滞现象。
数据处理
Dx ( )V Dy ( )V R1 ( N1 ( ) R2 ( ) N2 ( )k ) C ( )μF l 63.62mm H N1 Dx x R1l A 49.43mm 2 B R2CDy N2 A y
B B B
O
H
O
H
O
H
软磁材料
硬磁材料
矩磁铁氧体材料
软磁材料
B
特点 磁导率大，矫顽 力小，容易磁化，也容 易退磁，磁滞回线包围 面积小，磁滞损耗小。 O
H
应用 硅钢片，作变压 器、电机、电磁铁的铁 芯，铁氧体(非金属)作 高频线圈的磁芯材料。
软磁材料
硬磁材料
B
O
H
特点 剩余磁感应强度 大，矫顽力大，不容易 磁化，也不容易退磁， 磁滞回线宽，磁滞损耗 大。 应用 作永久磁铁，永 磁喇叭等。
A
O H
3. 磁滞回线和基本磁化曲线
B 当铁磁质达到饱和状态后， 缓慢地减小H，铁磁质中的B Br a b 并不按原来的曲线减小，并且 f H=0时，B不等于0，具有一定 c 值，这种现象称为剩磁。 -Hc O Hc 要完全消除剩磁Br，必须 d 加反向磁场，当B=0时磁场的 e -Br 值Hc为铁磁质的矫顽力。
实验原理
1.磁介质
把未磁化的均 匀铁磁质充满 一螺绕环，如 图：
A K 接 磁 通 计
1
R
2
线圈中通入电流(励磁电流)后，铁磁质就被磁化。 根据有介质时的安培环路定理，当励磁电流为I时， 环内的磁场强度：
H nI
实验原理
铁芯中的B由磁通计上的 B, r 次级线圈测出，这样，通 过改变励磁电流，可得到 C B~H S 对应的一组B和H的值，从 B 而给出一条关于试样B~H A 的关系曲线（磁化曲 O H 线）。