磁性材料测量
磁性材料的测量
二、用冲击电流计测量磁性材料直流磁特性
用冲击电流计测量磁特性步骤
第一步：测定冲击电流计的磁通冲击常数 Cq R
图中先将开关 s1投 向右边，由电流表测出 通过互感的电流值，记 下冲击电流计测出的最 大偏转角。
1 m M T I Cq R
若式中M 为已知， 可从上式求得 Cq R 值。
用冲击电流计测量磁特性步骤
N1 I1 πD Cq R B N2S H
用冲击电流计测量磁特性步骤
第四步： 测定磁滞回线 由于磁滞回线是对称的，所以只要测出磁滞 曲线的一个半边，另一个半边就可以按对称原 则画出。测量时激磁电流可以从最大值开始， 然后逐渐调小，直至等零。然后再从零向负向 最大值调节，至负最大值为止。之间可以取若 干点。测量顺序如下式。
交变磁场下的功率损耗，可用功率表测量，图中测 出的功率等于试样铁损耗加上功率表和电压表的损耗。 由于功率表的电压圈接在二次侧，所以功率表所测的 值已经不包括绕组的铜损耗。
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测量最大磁场强度必须测出通过样品绕组的最大电 流，由于电流不是正弦波，磁化电流最大值要用一个 互感线圈测量。
从互感线圈二次绕组感 应电压的平均值 U CP1 求出磁化电流最大值 I m 。 4 fMI m U CP1 然后再从I m 值求出H m 值。 Hm U CP1 N1 4 fMl
四、测量交变磁场下的功率损耗
第二步:退磁
将开关S1投向左边， 将S2反复改变投向 ， 并不断加大 R1， 使电流逐渐减少 ，直至为零时 ， 材料就被退磁 。
第三步：测量基本磁化曲线 从最大磁感应强度的较小的值开始，依次改变磁化电 流，将每次磁化电流值代入安培环路定律的公式，求出 磁场强度H，再用冲击电流计测出磁感应强度B，根据每 次对应的H、B。即可画出基本磁化曲线。
品检中的磁性材料检测方法
品检中的磁性材料检测方法磁性材料是一种特殊的材料，其在应用中通常具有关键的功能和性能。
为了确保磁性材料的质量和可靠性，品质检验中的磁性材料检测变得至关重要。
本文将介绍几种常用的磁性材料检测方法，以确保产品的质量和性能。
常见的磁性材料检测方法之一是磁化曲线分析法。
该方法通过在外加磁场下测量材料的磁化曲线来评估材料的磁性能。
磁化曲线分析法可以用来测量材料的饱和磁感应强度、矫顽力、矫顽力回火损耗以及剩余磁感应强度等参数，用以判断材料的磁性能是否达到要求。
磁滞回线法也是磁性材料检测中常用的一种方法。
磁滞回线为描述材料在外加磁场下磁化和去磁化过程中磁感应强度的变化规律的曲线。
通过检测材料的磁滞回线形状和面积，可以判断材料的磁饱和度、磁导率以及材料内部的磁畴结构等参数。
这些参数是评估磁性材料性能的重要指标。
除了磁化曲线分析法和磁滞回线法，还有一种常用的方法是磁通分布测试法。
该方法通过在磁性材料表面覆盖一个非磁性薄膜，通过磁敏感元件对薄膜上的磁通分布进行检测，从而评估材料的均匀性和一致性。
磁通分布测试法可以判断材料中的磁通分布是否均匀，以及是否存在磁通浓度过高或过低的区域。
这对于保证产品在使用过程中的稳定性和性能非常关键。
磁粉探伤也是一种常用的磁性材料检测方法。
磁粉探伤是利用铁磁材料表面的缺陷对磁粉的吸引和集聚现象进行观察和分析的一种方法。
通过施加磁场并在表面覆盖磁粉，在缺陷处磁粉会被吸引形成磁粉堆积，从而可观察到缺陷的形状和大小。
磁粉探伤可以有效检测表面、近表面以及深层缺陷，用于评估材料的质量和可靠性。
磁通损耗测试法也是磁性材料检测中的一种重要方法。
磁通损耗是指材料在磁化过程中由于涡流、焦耳、滞磁等原因引起的能量损耗。
通过测量材料在不同频率和磁感应强度下的磁通损耗，可以评估材料的能耗性能以及磁性能的稳定性。
磁通损耗测试方法对于评估磁性材料在高频和高磁场应用中的性能至关重要。
综上所述，品质检验中的磁性材料检测方法对保证产品质量和性能具有重要作用。
磁性材料性能测试实验报告(完整版)
实验报告一．实验名称：磁性材料性能测试实验二．实验原理简述如果一个小样品（可近似为一个磁偶极子）在原点沿Z 轴作微小振动，放在附近的一个小线圈（轴向与Z 轴平行）将产生感应电压：()km ft fCmA ==ππν2sin 2g ，其中，C 为耦合常数，取决于线圈的结构，m 为样品的磁矩，A 为振幅，f 为振动频率。
原则上，可以通过计算确定出v g 和m 之间的关系k ，从而由测量的电压得到样品的磁矩。
但这种计算很复杂，几乎是不可能进行的。
实际上是通过实验的方法确定比例系数k ，即通过测量已知磁矩为m 的样品的电压v g ，得到m v g=k ，这一过程称为定标。
定标过程中标样的具体参数（磁矩、体积、形状和位置等）越接近待测样品的情况，定标越准确。
VSM 测量采用开路方法，样品放置的位置对测量的灵敏度有影响。
假设线圈和样品按图1放置，沿x 方向离开中心位置，感应信号变大；沿y 和z 方向离开中心位置，感应信号变小。
中心位置是x 方向的极小值和y 、z 方向的极大值，是对位置最不敏感的区域，称为鞍点。
测量时，样品应放置在鞍点，这样可以使样品具有有限体积而引起的误差最小。
基本的VSM 由磁体及电源、振动头及驱动电源、探测线圈、锁相放大器和测量磁场用的霍耳磁强计等几部分组成，在此基础上还可以增加高温和低温系统，实现变温测量。
振动头用来使样品产生微小振动，振动频率应尽量避开50Hz 及其整数倍，以避免产生干扰。
为了使振动稳定，还要采取稳幅措施。
驱动方式有机械驱动、电磁驱动和静电驱动几种。
磁体有超导磁体、电磁铁和亥姆赫兹线圈等几种。
前两种能产生很强的磁场，用来测量高矫顽力的永磁材料。
亥姆赫兹线圈产生的磁场很小，但磁场的灵敏度很高，适于测量软磁材料。
磁矩m的测量由探测线圈和锁相放大器组成，锁相放大器有很高的放大倍数，保证了VSM有较高的灵敏度。
磁场的测量采用霍耳磁强计。
将m和H信号送给计算机，由计算机进行数据的处理，并对测量过程进行自动化控制。
磁性测量实验(直流&交流)实验报告
磁性测量实验 软磁直流静态磁性测量（用冲击/扫描法测量磁性材料的磁化曲线及磁滞回线）一、 实验原理1、 静态磁性参数如果不计及磁化时间效应，磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数就是所谓的静态磁参数。
磁化曲线记录了材料磁化过程的磁化信息，而磁滞回线则表征和包含了磁性材料的全部磁性信息，有磁性材料身份证之称。
下左图C 为磁化曲线，A 和B 为初始和最大磁化率，M 和H 分别为磁化强度和外磁场。
下右图为典型磁性材料的磁滞回线，B s 、B r 、B r /B s 、H c 、(BH)max 、μ0和μM 分别为饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矩形比、矫顽力、最大磁能积、初始磁导率和最大磁导率。
2、 测量方法本实验课采用冲击法和磁场扫描法这两种方法来进行。
两种方法由于磁化速度的不同，在磁场方面数据稍有不同，而磁感方面的数据则差不多。
在进行一些饱和场不高或矫顽力小的试样测试时用冲击法；而矫顽力较大的磁滞材料是用扫描法。
本实验中提供两种不同矫顽力大小的磁性材料。
整个测量过程完全由微机控制，实验者可根据自己的要求选择不同的测量方法和输入参数来完成测量。
二、 实验内容及步骤1、 直流冲击法A. 启动测量程序，进入测量程序主菜单。
B. 测量前的准备工作HHBMBAC在进行正式测量之前，用户必须输入样品的有关参数。
主要包括“样品参数”和“测试条件”。
样品参数有“截面积、磁路长度、磁化匝数和测量匝数”。
由于输入参数随测量磁性材料变化而不同，因此具体的输入参数可向实验指导老师咨询。
C.正式测量如果步骤B中设定的参数无误，就可以开始测量了。
通过点击相应功能模块就可以完成测量工作。
2、磁场扫描法磁场扫描法与冲击法类似，材料参数和测量参数的选择可参考冲击法类似步骤。
三、实验结果1．直流冲击法实验样品为坡莫合金。
由测量所得数据绘出样品的磁化曲线，如下图：μm=133.279 mℎ/m实验所得曲线为S型，符合经验。
实验测得样品初始磁导率μ0=30.789mℎ/m，最大磁导率μm=133.279mℎ/m。
物理实验技术中的磁性材料测量技巧
物理实验技术中的磁性材料测量技巧磁性材料是广泛应用于工业领域的一类材料，其磁性能的测量和分析对于材料的质量控制和应用性能的评估至关重要。
在物理实验技术中，有许多磁性材料测量技巧被广泛采用。
本文将讨论几种常见的磁性材料测量技巧和相关仪器的使用。
1. 磁化曲线测量磁化曲线测量是评估磁性材料磁化特性的关键方法之一。
它通过测量磁场对材料磁化过程中的响应来获得磁化曲线。
常用的测量方法有霍尔效应法、先进磁强计法和振荡法等。
其中，霍尔效应法利用了材料在磁场中的霍尔电流来确定磁化特性。
通过将磁场施加到样品上并测量霍尔电阻来得到磁化曲线数据。
先进磁强计法则是通过利用磁强计测量材料在不同磁场下产生的局域磁场，进而得到磁化曲线。
振荡法则是通过通过测量磁化量和磁场之间的干涉现象，得到磁化曲线数据。
2. 磁滞回线测量磁滞回线是磁性材料饱和磁化和磁场去除之间的关系曲线。
磁滞回线测量是评价磁性材料的重要手段之一。
常用的测量装置有霍尔效应测量仪和振荡测量仪。
霍尔效应测量仪是一种常见的磁性材料测量仪器，通过测量材料在不同磁场下的电阻变化，可以获得磁滞回线的数据。
其优点是测量灵敏度高，测试速度快。
振荡测量仪则是利用磁性材料对外加磁场的响应来获得磁滞回线数据。
其优点是测量何必精度高，可以获得更准确的结果。
3. 磁化率测量磁化率是磁场引起材料磁化的程度，是评估磁性材料性能的重要指标之一。
磁化率测量是衡量磁性材料特性的重要方法之一。
常用的磁化率测量方法有磁化率测量仪和霍尔效应测量仪。
磁化率测量仪是测量材料的磁化率的专用仪器。
它通过施加恒定磁场，测量磁场强度和材料磁化强度之间的关系，从而得到磁化率。
霍尔效应测量仪是利用磁场对材料的霍尔电阻的影响来测量磁场强度和材料磁化强度之间的关系。
4. 磁畴观测磁畴是指材料中具有一定磁性的微观区域。
磁畴观测是评估磁性材料微观特性的一种重要方法。
常用的磁畴观测技术有光学显微镜观测和扫描探针显微镜观测。
光学显微镜观测是最常见的磁畴观测技术之一。
磁性材料磁性测量开放实验指导书
磁性材料磁性测量开放实验指导书振动样品磁强计是以感应法为基础并配用近代电子技术发展起来的一种新型检测物质磁性的测试仪器，已广泛用于材料磁性，包括磁化曲线、磁滞回线、Ms 、Mr 、Hcb 、Hcj 、(BH)max 等参数、M-T 曲线等的检测。
由于其适应性强、灵敏度高、准确可靠、使用方便以及测量自动化等优点，已在科研、国防和生产实践中得到广泛应用。
一、实验目的1．学习振动样品磁强计的使用方法，熟悉仪器的构造。
2．学习用振动样品磁强计测量材料的磁性。
二、实验原理及应用2.1 VSM 的结构及工作原理振动样品磁强计是将样品放置在稳定的磁场中并使样品相对于探测线圈作小幅度周期振动，则可得到与被测样品磁矩成正比的信号，再将这信号用适当的电子技术放大、检波转换成易于测量的电压信号，即可构成振动样品磁强计。
图1图2上面所示为两种类型的VSM原理结构示意图，两者区别仅在于：①前者为空芯线圈（磁场线圈）在扫描电源的激励下产生磁场H，后者则是由电磁铁和扫描电源产生磁场H。
因此，前者为弱场而后者为强场。
②前者的磁场H正比于激磁电流I，故其H的度量将由取样电阻R上的电压标注，而后者由于H和I的非线性关系，H必须用高斯计直接测量。
当振荡器的功率输出馈给振动头驱动线圈时，该振动头即可使固定在其驱动线圈上的振动杆以ω的频率驱动作等幅振动，从而带动处于磁化场H中的被测样品作同样的振动；这样，被磁化了的样品在空间所产生的偶极场将相对于不动的检测线圈作同样振动，从而导致检测线圈内产生频率为ω的感应电压；而振荡器的电压输出则反馈给锁相放大器作为参考信号；将上述频率为ω的感应电压馈送到处于正常工作状态的锁相放大器后（所谓正常工作，即锁相放大器的被测信号与其参考信号同频率、同相位），经放大及相位检测而输出一个正比于被测样品总磁矩的直流电压V J out,，与此相对应的有一个正比于磁化场H的直流电压V H out（即取样电阻上的电压或高斯计的输出电压），将此两相互对应的电压图示化，即可得到被测样品的磁滞回线（或磁化曲线）。
磁性材料磁导率的测量及其分析
磁性材料磁导率的测量及其分析
磁导率是测量磁性材料物理特性的重要指标，它表征材料在施加磁场时，电流的密度与磁场强度之比，是表征磁性材料物理特性的重要参数。
磁导率的测量用于评价铁基、铁氧体、软磁材料等磁性材料的性能。
磁导率测量涉及众多技术和设备，通常采用四点法，其测量原理是：当四点探头放在磁性材料的表面上覆盖周围区域，施加DC电压后，4点之间会出现电流，对应的磁导率即为这4点之间电流密度和施加的DC电压之比。
磁导率测量既可用作材料性能参数的表征，也可用于检测磁性材料的质量。
首先，在检测过程中，可以利用磁导率的多样性扫描整个材料的缺陷，获取缺陷的分布情况，从而对材料质量进行评估。
其次，通过测量磁导率，我们可以获取材料纹理结构的信息，了解材料结构特性。
这是一个非常有价值的指标，有利于研究材料的性能和相关特性。
磁导率的测量总结如下：首先，准备物料样品进行测量前，应配备磁学仪器、磁仪计算机、全电动半球、磁偏分导线等特殊装置，并确保各类仪器参数的准确性和性能的高可靠性。
其次，紧密控制磁学仪参数，精确控制磁场大小，以便能够满足后续测量或分析的要求。
最后，仪器测量后及时处理数据，以获得更准确的测量结果。
如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析
如何进行物理实验中的动态磁性测量与分析物理实验中的动态磁性测量与分析对于研究磁性材料的特性和行为至关重要。
本文将介绍一些常用的技术和方法，帮助读者更好地理解和应用这些测量和分析技术。
一、磁化曲线测量磁化曲线是物理实验中最基本的磁性测量之一。
通过测量外加磁场下磁化强度与磁场的关系，可以获得材料的磁滞回线、饱和磁化强度等重要参数。
常用的测量方法有霍尔效应法、霍尔磁片法等。
在实验中，通过改变外加磁场的大小和方向，可以对材料的磁性作出全面评估。
二、双圈法测量双圈法是一种常用的非接触测量方法，用于测量材料的磁滞回线和交流磁化特性。
该方法利用了磁场对于感应电动势的影响，通过测量感应电动势的大小和相位差，可以快速、准确地获得磁性材料的磁化特性。
这种方法适用于对磁性材料在交流磁场中的行为进行研究。
三、磁透析测量磁透析是一种重要的磁性测量技术，用于评估材料的磁导率、磁导率谱等磁性参数。
该方法通过测量材料在外加交变磁场下的感应电动势，结合返磁操作和数学模型，可以得到材料的磁导率谱，进而了解材料的磁性特性。
磁透析可以应用于各种磁性材料的研究，如铁氧体、软磁材料等。
四、磁力显微镜观察磁力显微镜是一种非常有用的工具，用于观察材料的磁性微观结构和磁畴行为。
该仪器结合了磁力显微学和光学显微学的原理，通过磁力显微图像的观察和分析，可以研究材料的磁畴结构、磁畴动力学等重要信息。
这种方法在磁性材料研究和磁记录领域具有广泛的应用。
五、磁化动力学测量磁化动力学测量是研究材料磁性行为的重要手段之一。
通过对材料在交变磁场中的磁化动力学响应的测量和分析，可以了解材料的磁化时间响应、磁化滞后和磁矢量旋转等行为。
这些磁性参数对于理解材料的磁性本质和应用具有重要意义。
六、数据分析和模拟除了实验测量，数据分析和模拟也是物理实验中进行动态磁性测量与分析的重要环节。
通过对实验数据的处理和分析，可以得到更深入的信息和结论。
同时，借助计算机模拟和数值计算等方法，可以预测和解释磁性材料的磁化行为和磁性特性。
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线圈中的感应电势为： e N d iR L di
dt
dt
R为冲击检流计的电阻和测量线圈电阻之和。
对上式积分得： t2 N d dt R t2 idt L t2 didt
t1
dt
t1
t1 dt
因为t=t1和t=t2时，磁通均停止变化
磁通停止变化时： N(2 1) RQ 脉冲电量： Q Cqm Cq为冲击检流计的电量冲击
把K2由1投向2侧，互感器中初 级电流由I变为-I。
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感应电势使冲击检流计偏转：
在互感线圈中：
d M di 2IM
dt
dt
又因
Cm
所以
C
2M
m
I
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注意：此方法回路电阻为：R Rg Rh' Rn ，回路电阻值
改变，冲击常数值也发生变化。测量时回路总电阻值不要
变化。
开关投向位置2 时：
R Rg Rh Rn
阻尼因数： P0 /(2 JW )
感应电势和电路参数有如下关系：
N d e iR L di
dt
dt
其中 i e L di R R dt
H
C
20 NS
m
测量C的电路如图5.2.3所示。
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测量磁通冲击常数：
图5.2.3 测量磁通冲击常数的电路
➢测量前，开关K1、K3闭合，K2 投向任一侧（如1），K4投向1 侧，调节电阻RP，改变互感器 的初级电流，使其达到一个合
适的值I。
➢调整好电流后，打开开关K3 ，准备测量，测量操作是迅速
N
d dt
Nm cost
被测磁场的磁感应强度的幅值为：
磁通幅值：
Bm
m S
2U SN
m
2 N
U
磁场的幅值：
Hm
Bm 0
U为感应电势 的有效值
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为了保证测量的准确性，测量线圈的平面应与被 测磁场方向垂直
测量脉冲感应电动势的方法有冲击法和磁通表法 两种。
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下一页Leabharlann 用冲击法测量直流磁通：5.2.1 基于电磁感应原理的测量方法 5.2.2 用磁通门磁强计测量磁场 5.2.3 用霍尔效应测量磁场 5.2.4 用核磁共振法测量磁场
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5.2.1 基于电磁感应原理的测量方法
穿过测量线圈的磁通： m sin t
图5.2.1 用感应法测量磁通的原理
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感应电势：e d dt
硬磁材料有较大的Hc和适当的Br，在无外激励的情况下， 自身也能提供一定的B值，具有较宽的磁滞回线；磁滞回 线的第2象限部分，如磁化曲线反向达到回线上的a点， 又将H调回到零，随后又重新反向达到a点，将形成很窄 的局部回线，称次环。为保证工作稳定可靠，硬磁材料 在使用时一般工作在次环上。
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常数
am为冲击检流计第1次最大偏转角。
磁通变化量为：
2
1
Cq R N
m
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C 为磁通冲击常数为：
C RCq
磁感应强度B为： 磁场强度H为：
B S
H B 0 0S
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把测量线圈原地转动180度时，则测量线圈中磁通 改变2△￠
磁感应强度：
B
C 2NS
m
磁场强度：
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(3)磁导率:
定义： B ,或 B
H
H
对于图5.1.2(a)中基本磁化曲线在接近H=0处的磁导率为:
i
lim
H 0
B H
称为初始磁导率。
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图5.1.3 软磁材料的磁导率曲线
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5.1.2 磁性材料的动态特性
磁性材料的动态特性包括以下几个方面：
➢ (1)动态磁化曲线
指工作在工频以上交变磁场中的磁性材料的B-H曲线。
➢ (2)动态磁滞回线
当磁性材料处于交变磁场中，除磁滞损耗外，还产生 涡流损耗，其动态磁滞回线较静态磁滞回线要宽。
➢ (3)动态磁导率
对于不同的磁化条件，可以有不同的磁导率定义。
对于交流幅值磁导率定义为：
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m
Bm Hm
~
复数磁导率 :
•
~
B1
•
H1
B1 e j H1
1
j2
其中，
弹性磁导率: 1 B1 cos / H1
磁性材料的静态特性包括以下三方面：磁化曲线及其非 线性，磁滞现象与静态磁化曲线，磁导率 ➢ (1)磁化曲线及其非线性:
磁性材料在外磁场H的作用下，将 产生磁通密度B。
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图5.1.1 磁化曲线的非线性
(2)磁滞现象与静态磁化曲线:
磁通密度B与磁场强度H之间为非单值函数。即B的值 不仅与相应的H有关，还与材料以前的磁化状态有关。 主要是因为磁性材料具有滞后效应和粘滞性。
G为冲击检流计，N为测量线圈匝数。
图5.2.2 用冲击法测量直流磁通
改变穿过测量线圈磁通方法： （1）如果被测的直流磁场是由通电 线圈产生的，切断线圈电流或者突 然改变线圈电流的方向，使线圈磁 通变化 或2 （2）如果被测磁通是永久磁铁或地 磁场产生的，可以把测量线圈从磁 场中迅速移到磁场为零的地方；或 者把线圈原地转动180°
•
B1
B e jB1 1
H1 B1 粘性磁导率: 2 B1 sin / H1
•
H1 H1e jH1
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5.1.3 磁学量的度量单位
绝对电磁单位制，国际单位制 两种单位制中的单位名称、符号和换算关系：
表5.1.1 磁学量的度量单位
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5.2 空间磁场、磁通的测量
磁滞回线所包容的面
积代表一个激磁循环
所产生的磁滞损耗。 各环与B正向轴的交 点称为剩磁，与H负 向轴的交点称为矫顽 力。
软磁材料的剩磁和矫
顽力较小，回线很窄 ，磁滞损耗小。
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图5.1.2 磁性材料的磁化特性曲线 (a)软磁材料的磁滞回线族和基本磁化曲线
(b)硬磁材料的磁滞回线及次环
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软磁材料以不同的最大磁场强度H1max,H2max,…对它反复 磁化，可获得一簇大小不等的稳定磁滞回线，连接各个 回路第一象限顶点所得的曲线称为基本磁化曲线，与前 述的磁化曲线接近。对一般直流磁器件设计，大多以基 本磁化曲线为依据。
第5章 磁性电测仪表
5.1 若干基础知识 5.2 空间磁场、磁通的测量 5.3 磁性材料的测量
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5.1 若干基础知识
5.1.1 磁性材料的静态特性 5.1.2 磁性材料的动态特性 5.1.3 磁学量的度量单位
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5.1.1 磁性材料的静态特性
静态磁性特性是指在材料恒定或非常低频的交变磁场的 作用下的特性。