磁化曲线
电流互感器磁化曲线
电流互感器磁化曲线是描述电流互感器在磁场作用下，磁化强度与电流之间的关系的一条曲线。
它反映了电流互感器的磁性能和励磁特性。
电流互感器（Current Transformer，简称CT）是一种基于电磁感应原理的测量设备，用于将一次侧的大电流转换为二次侧的小电流。
在工作过程中，电流互感器的磁化曲线具有重要意义。
磁化曲线的主要特点如下：
1. 曲线在原点附近较陡：当电流较小的时候，电压较高，磁化强度随电流的增大而迅速增加。
2. 曲线在横轴末段（饱和区）变得较平直：当电流增大到一定程度，铁芯开始饱和，磁化强度不再随电流的增大而明显增加，此时电压不再随电流的增大而升高。
3. 拐点：电流互感器磁化曲线有两个拐点，分别对应着铁芯的磁化强度达到最大值和二次侧电压达到最大值。
4. 精度等级：电流互感器按照精度等级分为0.1S、0.2S、
0.5S等，精度等级越高，磁化曲线越接近理想状态。
总之，电流互感器磁化曲线是描述电流互感器在正常工作时，磁化强度与电流之间关系的曲线，它对于理解和评估电流互感器的性能具有重要意义。
基本磁化曲线和起始磁化曲线的区别
基本磁化曲线和起始磁化曲线的区别磁化曲线是描述磁矩随外加磁场大小和方向变化规律的一种曲线。
通常情况下，我们常常会涉及到两种类型的磁化曲线，分别是基本磁化曲线和起始磁化曲线。
两者在物理表现上存在一定区别，下面就来详细解析这两种曲线的异同。
一、基本磁化曲线基本磁化曲线，也称为非矫顽磁化曲线，它是描述不含交变磁场的情况下材料磁矩随外磁场变化的曲线。
在基本磁化曲线中，我们可以发现磁矩随外磁场的增强而逐渐增加，直至达到饱和状态。
而当外磁场逐渐减弱时，磁矩也便随之减小。
在基本磁化曲线中，磁矩的强度和外磁场的强度是成正比例关系的，即磁矩和磁场满足线性关系。
同时，基本磁化曲线也反映了材料的主要磁学性质——磁导率。
在实际应用中，基本磁化曲线有着广泛的应用，例如可以应用在各种磁性材料的性能分析、磁性材料的筛选、电力仪表的磁强制动以及绝缘材料磁敏特性等领域。
二、起始磁化曲线起始磁化曲线，也称为矫顽磁化曲线，它是描述含有交变磁场的情况下材料磁矩随外磁场变化的曲线。
这种曲线也是材料磁学性能的表现形式之一。
和基本磁化曲线不同，在起始磁化曲线中，我们可以看到材料的磁化不再是线性的，而是随外磁场强度的增加而逐渐增加，最终趋向于一个饱和值。
当磁场强度减小时，材料的磁矩会先从饱和状态迅速降至一个临界值后趋近于零。
相比于基本磁化曲线，起始磁化曲线的构成要更加复杂，其中包含了很多因素的综合作用。
我们需要考虑到交变磁场的频率和强度、材料剩磁的大小，以及外磁场的大小和方向等等。
同时，起始磁化曲线对于磁芯材料的质量和选型也有着重要的指导意义。
一些高性能的磁芯材料，其起始磁化曲线呈现出一些特殊的形态，例如在进入饱和状态之前先存在一个逆磁化区域，这种现象对于磁芯材料的应用有着极其重要的意义。
总结通过以上的介绍，我们可以看到基本磁化曲线和起始磁化曲线在磁学性质、特征、规律等方面有着不同的表现形式。
而两种曲线的研究和应用则在很大程度上推动了磁学技术的发展和应用。
磁化曲线
H1
h
定 理
1
l r1
B 0 r H
B1t B2t r1 r 2
r2 2 H 2
在均匀磁介质的分界面处磁感应强度 矢量的切向分量不连续。
B1t tg1 B1n
B2 t tg 2 B2 n
B1
1
r1
r2 2 B 2
r
B, r
B~H
o H
结果一
铁磁质的 r不一定是个常数， 它是 H 的函数
r ~ H
H
磁滞回线--不可逆过程 起始磁化曲线；
结果二 饱和磁感应强度 BS
B
Br
BS Hc H
Hc
剩磁 Br 矫顽力 H c
B的变化落后于H，从而具有剩磁，即磁滞效应
每个 H 对应不同的 B 与磁化的历史有关。
h
r1
r 2 2 B 2
根据高斯定理
r 为一级无穷小
为二级无穷小 h B dS B1 cos 1dS B2 cos 2 dS B侧面 2rh 0
S
B dS B1 cos 1dS B2 cos 2 dS B侧面 2rh 0
* 作永久磁铁的硬磁材料
钨钢，碳钢，铝镍钴合金 矫顽力(Hc)大（>102A/m)，剩磁Br大 磁滞回线的面积大，损耗大。
HC
B H
HC
还用于磁电式电表中的永磁铁。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。
* 作存储元件的矩磁材料
锰镁铁氧体，锂锰铁氧体 Br=BS ，Hc不大，磁滞回线是 矩形。用于记忆元件，当+脉冲
目录
H、B 的法向分量 H、B 的切向分量
基本磁化曲线
基本磁化曲线
磁化曲线是表示磁场强度和磁化强度之间关系的图形。
在理想条件下，磁化强度与磁场强度呈线性关系，称为基本磁化曲线。
基本磁化曲线包括剩磁曲线和磁化曲线两部分。
剩磁曲线是指当磁场强度为零时，磁材料中仍存在的磁化强度。
此时磁材料成为永磁材料。
一般来说，剩磁强度越大，永磁材料的性能越好。
剩磁曲线的斜率代表饱和磁化强度，即当磁场强度足够大时，材料的磁化强度将不再增加。
磁化曲线是指磁化强度随磁场强度变化的曲线。
在基本磁化曲线中，当磁场强度增加时，磁化强度随之增加并逐渐趋于饱和磁化强度。
随着磁场强度继续增加，磁化强度不再增加，这时达到磁材料的饱和磁化强度。
除了基本磁化曲线，还存在不同种类的磁性材料，它们的磁化曲线可能具有不同的形状。
例如，霍尔效应材料的磁化曲线呈斜率不变的直线，而铁磁材料的磁化曲线呈现出饱和曲线。
磁化曲线的形状和斜率直接影响磁材料的性能。
例如，当磁化曲线斜率很小时，意味着材料难以被磁化，这时材料的饱和磁化强度较小。
相反，当磁化曲线斜率较大时，材料易于被磁化，这时饱和磁化强度较大。
因此，一些磁性材料的磁化曲线设计得越陡峭，其性能越好。
总之，基本磁化曲线是表示磁材料磁化强度和磁场强度之间关系的重要工具。
磁化曲线的形状和斜率直接影响磁材料的性能，因此选择合适的磁化曲线对于磁性材料的设计和制造至关重要。
不同材料的m-h曲线
不同材料的m-h曲线
m-h曲线，即磁化曲线，表示了材料在磁场强度H变化时，磁化强度M或磁感应强度B如何随之变化。
不同的材料由于其独特的磁学性质，会有不同的磁化曲线。
一般来说，磁化曲线是非线性的，具有两个显著的特点：磁饱和现象和磁滞现象。
当磁场强度H足够大时，磁化强度M会达到一个饱和值Ms，即使继续增大H，Ms也不会再发生变化。
另外，当材料的M值达到饱和后，如果外磁场H突然降低为零，M并不会立刻恢复为零，而是会沿着MsMr曲线变化。
不同材料的m-h曲线会有所不同，这是因为它们的磁学性质不同。
例如，一些软磁材料如纯铁和低碳钢的磁化曲线较为平滑，而硬磁材料如钕铁硼的磁化曲线则表现出明显的磁滞和回线。
这些差异使得不同材料适用于不同的应用场景。
例如，软磁材料适合用于制造变压器和电机等需要平滑磁化的场合，而硬磁材料则适合用于制造永磁体和磁力吸盘等需要高剩磁和高矫顽力的场合。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询材料学专家。
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。
磁化曲线的测量方法及原理
磁化曲线的测量方法及原理
磁化曲线测量是一种常见的磁性材料特性测试方法，用于了解材料对外加磁场的响应。
其原理基于磁场对材料磁化强度的影响，借助特定的测量设备和方法，可以得到材料的磁化曲线。
磁化曲线测量通常使用霍尔效应传感器或磁电阻传感器来检测磁场强度，然后通过测量磁场与材料单位体积内的磁矩之间的关系，来获得材料的磁化曲线。
下面介绍几种常见的测量方法和原理：
1. 恒定磁场法：这种方法通过在恒定磁场下测量材料的磁场强度，然后计算磁感应强度和磁化强度之间的关系。
在测量过程中，通过改变磁场的大小和方向，可以得到不同条件下的磁化曲线。
2. 恒定磁化力法：这种方法通过施加恒定磁场的同时测量施加在材料上的磁化力，然后计算磁感应强度和磁化强度之间的关系。
通过改变施加的磁场强度和方向，可以得到不同条件下的磁化曲线。
3. 振荡法：这种方法使用交变磁场作用在材料上，测量磁化的振荡响应。
通过在不同频率下测量磁场强度和磁感应强度之间的相位差和幅度变化，可以得到磁化曲线。
4. 磁滞回线法：这种方法通过在不同磁场条件下测量材料的磁感应强度变化，
来绘制出磁滞回线。
通过分析磁滞回线的形状和特点，可以了解材料的磁化特性。
测量磁化曲线的目的是了解材料的磁性能，包括磁化强度、磁导率、磁滞损耗等。
这些参数对于材料的应用具有重要意义，例如在电机、传感器、磁存储器等领域。
通过磁化曲线测量，可以帮助研究人员选择合适的材料，设计和优化相关设备和系统的性能。
磁性材料的磁化曲线
一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数•饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列；•剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs；•矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）；•磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关；•初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp；•居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度；•损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r；•在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米）3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换•设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料；•合理确定磁芯的几何形状及尺寸；•根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
材料:B H,m磁芯(S,l):f～F器件(N):U～I,LI ～H: H = IN/l磁势F =ò Hdl=HlNf = ò UdtL～m:L＝AL N2 =4N2m SK /D′10-9U ～B:U = Ndf/dt = kfNBS ′10-6二、常用软磁磁芯的特点及应用(一).粉芯类1.磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。
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Hm
b
c
d
单位体积 磁滞损耗
e
f
g j
t
wm
HdB
L
B
磁带去磁原理：
i
t
磁头
o
H i
H
H
t
o H
NSNSNSNSNSSNNSNSNSNSNSNSSNSNSNSNSNS
H t
t
四）磁性材料的分类 1）按矫顽磁力分：
软磁性材料--Br小Hc小磁滞回线细长，适用 制造电机、变压器等。
硬磁性材料--Br大Hc大磁滞回线“肥胖”，适 用制造永久磁铁、磁电式仪表等。
B
tg
H
B
H
2）铁磁性材料的磁化曲线
实验电路： A
R
铁磁质
磁 通 计
起始磁化曲线：
BB
cc
bb
aa O
Oa段 H B,
起始段（a点称为跗点）
HH
ab 段 H B
直线段（b点称为膝点）
bc段
饱和段
起始磁化曲线： B
d
BH 关系是非线性的
定义：
静态磁导率
H B tg 1
H
动态磁导率
t
HcHm
0Bj
（剩磁）
b 反复十多次磁化后的磁化曲线--“磁滞回线”
Bc
b
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱBr
j
d
gH
o
Hc
Hc
f e
o
物质
居里点
二）温度对铁磁质的影响
存在居里点--使铁磁质变为 顺磁质的温度。
铁 1043K
钴 1400K
镍 637K
综上所述：磁性材料特点：
1）B、H具有非线性关系，
数值都很大。 r. m
磁滞 现象是由于掺杂和内应力等的作用，当撤掉外磁场时磁畴的畴壁很难恢复到 原来的形状，而表现出来。
Bc
i
Br
b
j
d ag
H
o
eHc
Hc
f
o
H
Hm
b
c
d
e
f
g j
t
H H
oa 段 畴壁扩充
ab段 磁畴吞并
H H
bi 段
Bc
i
Br
b
j
d ag
H
o
eHc
Hc
f
o
H
剩磁
矫顽力
敲打和加热可以去磁。
磁滞损耗
畴壁--两个磁畴之间的过度部分--“布洛赫壁” 厚度在10-6cm左右。
磁畴在外磁场作用下的两种变化 1）畴壁扩充
2）磁畴转向 H
H
自发的磁化强度与外场 一致的磁畴畴壁向外扩 张。
H
在强磁场作用下磁畴 的磁化强度转向与外 磁场一致。
2）用磁畴结构解释铁磁质的特性
铁磁质在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的，要损失能量，称为磁滞损耗， 磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。
磁性材料的磁化曲线
非磁性材料磁性材料--
1 的物质（顺磁质、抗磁质） r
1的物质（Fe、Co、Ni及其 r
合金如硅钢片、坡莫合金、赫斯勒合金等）
可见区别在于相对磁导率的不同，或B/H的值 不同。研究磁性材料就是研究BH曲线 ----磁化曲线。
B
Br
H
o c
H
Hc
一）磁化曲线 1）非磁性材料的磁化曲线
H
d
dB dH
tg
1
H
Bc
i
Br
b
j
在交变电流（H）作用 下的BH曲线
d
ag H
Hc e
o f
Hc
o
H
b
cHm
d
a 首次磁化曲线
H
B
0Hm Hm0 0-Hc
0Bm BmBr（剩磁）
矫顽力 B0
e
-Hc-Hm
0-Bm
f
-Hm0
Bm-Br
B的变化落g后H的变j 化，这种0现象Hc叫“磁矫滞”顽力
-Br0
B
Br
H Hco Hc
B
Br
Hc o
H
Hc
2）按磁滞回线形状分： 非矩形磁性材料 矩形磁性材料。 定义： 矩形系数
Br
Bm
B
Br
Hc o
H
Hc
Bm B
Br
Hc
H
B
+Bmax
a
b
c
c’
H
-Hmax
-HC
0
HC
+Hmax
b’
d
-Bmax
铁磁物质的起始磁化曲线和磁滞回线
B
+Bmax
b
·
4·
+Bm
以螺绕环为例：
B
B 0nI
H nI I
tg
H
B / H 0
测量电路：
A
磁
通
计
R
B
tg
H
B nI H nI I
B / H 0
非磁性材料的特点：
1）
tg 其斜率
为一常数，BH曲线为一直线
0
0
2）BH曲线具有可逆性。
H B , H B H 0, B 0
a
·3
c
c’
H
-Hmax
-HC
0
HC
+Hmax
-Bm
1·
·
·2
b’
d
-Bmax
铁磁物质的起始磁化曲线和磁滞回线
2）有剩磁，去磁要有矫顽力Hc
3）具有使铁磁质性质消失的“居里点”。
三）磁畴学说 1）铁磁质的磁畴结构
铁磁质是由一些自发磁化的区域--磁畴构成
多
单
晶
晶
体
体
体积：10-6cm 含铁原子数：1017---1021个
一种量子作用---电子轨道交叠产生的一 种交换耦合作用，使电子自旋取一致平 行的排列，形成自发的磁化区域--磁畴。