磁滞回线
磁滞回线过原点-概述说明以及解释
磁滞回线过原点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述磁滞回线是材料在磁场作用下磁化过程中产生的磁化曲线，它是磁性材料特有的一个重要性质。
磁滞回线随着外加磁场的变化而变化，呈现出非线性的特性。
本文将对磁滞回线及其过原点的影响进行深入探讨，以揭示其在磁学领域中的重要作用和意义。
在引入磁滞回线过原点的现象后，我们将详细探讨其对材料磁特性的影响，并探讨其在实际应用中的潜在价值和挑战。
通过对磁滞回线的理解和分析，我们可以更好地指导材料的设计与应用，为磁性材料的研究和开发提供新的思路和方法。
本文力求通过系统的分析和总结，为读者提供一份全面深入的磁学知识，希望能够引起读者对磁滞回线及其过原点的关注和思考。
1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对磁滞回线过原点的概念进行概述，并阐明文章的结构和目的。
在正文部分，将分别介绍磁滞回线的定义及特性，以及磁滞回线过原点的影响。
结合理论和实践，我们将探讨磁滞回线过原点的重要意义，并提出应用于不同场景的建议。
最后，在结论部分，将总结磁滞回线过原点的意义，探讨其在未来的发展前景，为读者提供深入思考和展望。
整个文章结构清晰，层次分明，旨在帮助读者全面了解磁滞回线过原点的相关知识，并启发对未来研究和实践的思考。
1.3 目的:本文的目的在于深入探讨磁滞回线过原点这一现象，在理解什么是磁滞回线和其特性的基础上进一步探讨磁滞回线过原点的影响。
通过分析磁滞回线过原点的作用，我们可以更深入地了解磁性材料在外加磁场作用下的行为，以及这一现象对于磁性材料应用和磁性器件设计的重要性。
同时，本文也旨在探讨磁滞回线过原点的意义，分析其在实际应用中的潜在价值，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和指导。
最终，通过对磁滞回线过原点的研究，希望能够为磁性材料及其应用领域的发展提供新的思路和启示。
2.正文2.1 什么是磁滞回线磁滞回线是描述磁性材料在外加磁场作用下磁化过程的一种特性曲线。
磁滞回线的测量
脉冲磁滞回线测量
脉冲磁滞回线测量：通过施加脉冲磁场来测量磁滞回线的变化
动态磁滞回线测量：在交变磁场的作用下测量磁滞回线的动态变化
静态磁滞回线测量：在恒定磁场的作用下测量磁滞回线的静态变化 综合磁滞回线测量：结合脉冲和动态测量方法，全面了解磁滞回线的变化 特性
磁感应强度测量仪
简介：磁感应 强度测量仪是 磁滞回线测量 的重要实验设 备之一，用于 测量磁体的磁
感应强度。
工作原理：通 过测量磁体在 磁场中的感应 电动势来计算 磁感应强度。
特点：具有高 精度、高稳定 性、高可靠性 等特点，能够 实现快速、准
确的测量。
应用范围：广 泛应用于磁性 材料、磁记录、 磁力机械等领
组成：数据采集与处理系统通常包括数据采集器和计算机等设备，其中数据采集器 负责实时采集实验数据，计算机则负责对采集到的数据进行处理分析。
功能：数据采集与处理系统具有多种功能，如数据实时显示、数据存储、数据分析 和处理等，能够帮助实验人员快速准确地获取实验结果。
重要性：数据采集与处理系统的精度和稳定性对实验结果的影响非常大，因此选择 一款可靠、稳定的设备对于实验的准确性和可靠性至关重要。
磁滞回线：描述 磁滞现象的曲线， 通过测量磁感应 强度随磁场强度 的变化而获得。
磁滞损耗：由于 磁滞现象导致的 能量损耗，通常 表现为铁磁性材 料在交变磁场下 的温升。
磁滞效应的应用： 利用磁滞现象实 现磁能积蓄、磁 致伸缩等现象， 在电机、变压器、 传感器等领域有 广泛应用。
磁滞回线的定义
磁滞回线是描述铁磁材料磁化 特性的重要曲线
在其他领域中的应用
磁滞回线参数的物理意义
磁滞回线参数的物理意义磁滞回线是描述铁磁材料磁化过程的重要特性曲线，它反映了铁磁材料在交变磁场作用下的磁化行为。
本篇文章将详细探讨磁滞回线各个参数的物理意义。
1.饱和磁通密度（Bs）饱和磁通密度是指铁磁材料在饱和状态下的磁通密度。
当外加磁场增大到一定值时，铁磁材料的磁化强度将达到饱和状态，此时对应的磁通密度即为饱和磁通密度。
饱和磁通密度反映了铁磁材料在饱和状态下的磁化能力。
2.剩磁磁通密度（Br）剩磁磁通密度是指在磁滞回线中，铁磁材料在正向最大磁场下的剩余磁通密度。
当外加磁场减小到零时，铁磁材料中保留的部分磁通密度即为剩磁磁通密度。
剩磁磁通密度反映了铁磁材料在磁场变化过程中所保留的磁化强度。
3.矫顽力（Hc）矫顽力是指为了使铁磁材料的磁化强度完全消失所需施加的反向磁场强度。
矫顽力反映了铁磁材料保持磁化状态的能力，是衡量铁磁材料性能的重要参数。
4.最大磁能积（(BH)max）最大磁能积是指在磁滞回线中，铁磁材料在正向最大磁场和反向最大磁场下的储能密度之差的最大值。
它反映了铁磁材料在磁场变化过程中的储能能力。
5.矩形比（(BH)r）矩形比是指磁滞回线所包围的面积与正向最大磁场和零场点之间的水平轴线之间的面积之比。
它反映了铁磁材料在交变磁场作用下的响应特性，是衡量铁磁材料性能的重要参数。
6.损耗（P）损耗是指在交变磁场作用下，铁磁材料内部产生的热量或能量损失。
它主要包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗等部分，反映了铁磁材料在交变磁场作用下的能量转换效率。
7.滞后角（θ）滞后角是指在实际磁滞回线与正向最大磁场之间的夹角。
它反映了铁磁材料在交变磁场作用下的响应速度和滞后现象。
滞后角越小，说明铁磁材料的响应速度越快，反之则说明响应速度较慢。
综上所述，磁滞回线参数的物理意义涵盖了铁磁材料的多种特性，对于理解铁磁材料的性质和应用具有重要意义。
通过对这些参数的测量和分析，我们可以评估铁磁材料的性能，为实际应用提供重要依据。
数据处理-磁滞回线
数据处理-磁滞回线
磁滞回线是指材料在磁化过程中，其磁化强度与外加磁场强度的关系图形。
当外加磁场强度从0逐渐增加时，材料的磁化强度会随之增加，但当外加磁场强度达到一定值后，材料的磁化强度不再增加，而是趋于饱和。
当外加磁场强度逐渐减小时，材料的磁化强度并不会立即减小，而是保持一定的数值，直到外加磁场强度减小到一定程度后，材料的磁化强度才开始减小。
这种由于磁化强度滞后于外加磁场强度变化而产生的现象，就是磁滞回线。
磁滞回线的形状可以反映材料的磁性特性。
常见的磁滞回线形状有正常环状、长方形和椭圆形等。
正常环状的磁滞回线表明材料磁化过程中存在一定的能量损耗；长方形的磁滞回线表明材料的磁化过程中磁化强度没有随着外加磁场强度的变化而发生明显的变化；椭圆形的磁滞回线表明材料在磁化过程中存在磁滞现象且磁化强度的变化幅度较大。
磁滞回线的测量和分析可以用于材料的磁性测试和磁性材料的设计和优化。
在实际应用中，磁滞回线的形状和参数对于材料的磁性性能有着重要的指示意义，如剩磁、矫顽力、磁导率等。
磁化曲线和磁滞回线
磁化曲线和磁滞回线
1 磁化曲线
磁化曲线是指磁体在沿着磁感应点B与曲径s的轴线受外加电流的作用下受到的磁化磁感应点B随曲径s变化而发生变化的曲线，也叫磁感应磁铁的认知曲线。
磁化曲线的概念是由物理学家古典物理学家定义的，一般引用唐之物理学指出，当磁性体沿着磁感线而移动，以及其磁化点B与曲径s之间存在着某种联系时，磁感化曲线就会形成。
2 磁滞回线
磁滞回线，也称为磁回线，是指当磁性体处于静止的状态并受到外部的磁通量的影响时，磁场就会随着时间的变化而发生变化，而磁性体的磁矩也会改变，从而产生滞回效应的形式。
根据古典物理学的定义，当磁性体受到一定的磁通量时，在它的受磁点B与曲径s之间产生滞回效应，从而形成一条磁滞回线。
换句话说，由于外部磁通量对受磁体的影响，在一定的时间内受磁体磁感应B增长有一定规律，形成一条磁滞回线，以此来定量描述磁性体在外磁场作用下的磁性结构以及磁化特性。
磁化曲线和磁回线这两者在实际应用中有难以分割的内在联系，并同时受到温度及其他影响因素的影响，因此，对它们的理解对于了解静磁结构和磁性有着重要的意义。
磁滞回线的特点
磁滞回线的特点
磁滞回线的特点：
（1）设铁磁性材料已沿起始磁化曲线磁化到饱和，磁化开始饱和时的磁感应强度值用Bs表示。
如果在达到饱和状态之后使H减小，这时B的值也要减小，但不沿原来的曲线下降，而是沿着上一条曲线段下降。
对应的B值比原先的值大，说明铁磁质磁化过程是不可逆的过程。
当H—0时，B不为零，这是铁磁质的剩磁现象，加反向磁场H，使B为零，继续增加反向磁场H。
材料又可被反向磁化达到反方向的饱和状态，以后再逐渐减小反方向的磁场至零值时，B和目的关系将沿左下段变化。
这时改变线圈中的电流方向，即又引入正向磁场，则形成如图所示的闭合回线。
从图中可以看出，磁感应强度B值的变化总是落后于磁场强度H 的变化，这种现象称为磁滞，是铁磁质的重要特性之一，上述闭合曲线常称为磁滞回线。
各种不同的铁磁性材料有不同的磁滞回线，主要是磁滞回线的宽、窄不同和矫顽力的大小有别。
铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线。
（2）同一铁磁质的一系列磁滞回线。
（3）同一铁磁材料的一簇磁滞回线从起始磁化曲线上的任一点出发，都可得到一个磁滞回线。
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1. 引言嘿，大家好！今天我们来聊聊一个听起来挺高大上的话题——铁磁材料的磁滞回线。
别被这名字吓着，其实就是讲讲磁性材料在磁场里是怎么“跳舞”的。
你知道的，就像我们在舞池里随着音乐的节拍摇摆一样，铁磁材料在外加磁场的作用下也有自己的节奏。
那么，什么是磁滞回线呢？简单来说，就是当你给材料施加磁场，然后慢慢撤去，材料的磁性却不立即消失，反而会有点“恋恋不舍”，留下了个回忆。
这种现象就像你和朋友在一起玩耍，最后告别的时候总是舍不得，难免多聊几句。
2. 实验原理2.1 磁滞现象磁滞现象就像是铁磁材料的个性签名，显示了它们与外部磁场之间的关系。
比如说，咱们给它施加一个逐渐增强的磁场，材料的磁性就会跟着提升，直到它达到了“满格”。
但是，当我们慢慢把磁场撤去时，它却不愿意完全放弃那份磁性。
哎呀，这就像是当你终于放下那部电视剧时，脑海中却依然会浮现出剧情和角色一样。
这样一来，就形成了一个闭合的回路，我们叫它“磁滞回线”。
2.2 磁滞回线的意义这个磁滞回线其实是有大智慧的。
它能告诉我们材料的磁性有多强、回到原点需要多长时间，还有它的损耗情况。
就好比在生活中，某些事情的影响总是持续很久，哪怕你努力想要忘记，也难免时不时会被唤醒。
所以，了解这些磁滞回线，对于我们选择合适的铁磁材料来做一些实用的东西，比如变压器、磁铁等，都是相当重要的。
3. 实验步骤3.1 准备工作好啦，话说回来，咱们进入正题——实验步骤。
首先，我们得准备一些设备。
通常需要一个电源、一个电流表、一个磁场发生器，还有一个叫霍尔探头的东西。
嘿，听起来是不是有点复杂？但其实操作起来简单得很，就像做一杯拿铁，准备好材料，按照步骤来就行。
3.2 实验过程实验开始了，我们先将铁磁材料固定在工作台上，接着用线圈围住它，这样就能在材料周围产生磁场。
然后，慢慢调节电源的电流，观察材料的反应。
每当电流增加时，我们用霍尔探头测量材料的磁通量，记录下数据。
磁滞回线
磁滞回线磁滞回线的定义当铁磁质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场H，介质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化。
这种现象叫磁滞。
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[1]。
图示为强磁物质磁滞现象的曲线。
一般说来,铁磁体等强磁物质的磁化强度M或磁感应强度B 不是磁场强度H的单值函数而依赖于其所经历的磁状态的历史。
以磁中性状态(H =M=B=0)为起始态,当磁状态沿起始磁化曲线0ABC磁化到 C点附近（如图）时，此时磁化强度趋于饱和,曲线几乎与H轴平行。
将此时磁场强度记为Hs,磁化强度记为Ms。
此后若减小磁场，则从某一磁场(B点)开始,M随H 的变化偏离原先的起始磁化曲线,M的变化落后于H。
当H 减小至零时,M不减小到零,而等于剩余磁化强度Mr。
为使M 减至零,需加一反向磁场-,称为矫顽力。
反向磁场继续增大到-Hs 时,强磁体的M将沿反方向磁化到趋于饱和-Ms,反向磁场减小并再反向时，按相似的规律得到另一支偏离反向起始磁化曲线的曲线。
于是当磁场从Hs变为－Hs,再从－Hs变到 Hs时，强磁体的磁状态将由闭合回线CBDEFEGBC描述,其中BC及EF两段相应于可逆磁化,M为H 的单值函数。
而BDEGB为磁滞回线。
在此回线上,同一H 可有两个M值,决定于磁状态的历史。
这是由不可逆磁化过程所致。
若在小于Hs的±Hm 间反复磁化时,则得到较小的磁滞回线。
称为小磁滞回线或局部磁滞回线(见磁化曲线图2)。
相应于不同的Hm,可有不同的小回线。
而上述 BDEGB为其中最大的。
故称为极限磁滞回线。
H大于极限回线的最大磁场强度Hs时,磁化基本可逆；H 小于此值时,M为H的多值函数。
通常将极限磁滞回线上的Mr及定义为材料的剩磁及矫顽力,为表征该材料的磁特性的重要参量。
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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。