磁化曲线
工频变压器的磁化曲线
工频变压器的磁化曲线
答：工频变压器的磁化曲线是描述变压器铁芯在磁场作用下的磁化行为的曲线。
工频变压器的磁化曲线通常表示为磁感应强度B与磁场强度H之间的关系。
在磁化曲线上，可以观察到不同的区域，包括未磁化区、磁饱和区、磁导率逐渐下降区、磁导率接近常数区等。
工频变压器的磁化曲线反映了铁芯在不同磁场强度下的磁性能变化。
通过磁化曲线的测量和分析，可以了解变压器的磁性能参数，如磁导率、磁饱和度等，从而评估变压器的性能和可靠性。
需要注意的是，实际的工频变压器的磁化曲线可能会受到制造工艺、材料、工作温度等因素的影响而有所不同。
因此，在进行磁化曲线的测量和分析时，需要结合实际情况进行综合考虑。
高斯计硅钢片磁化曲线
高斯计硅钢片磁化曲线
高斯计（Gaussmeter）是用于测量磁场强度的仪器，通常用于测量磁铁、磁体或磁性材料的磁场。
磁化曲线是描述材料在不同外部磁场下的磁性特性的图形，通常是磁场强度（H）与材料磁感应强度（B）之间的关系。
这种关系通常被称为磁滞回线。
对于硅钢片（也称为硅钢铁芯），它通常用于电动机、变压器和发电机等电磁设备中，其磁化曲线是非常重要的。
硅钢片具有低磁滞损耗和低涡流损耗，因此在这些应用中广泛使用。
硅钢片的磁化曲线通常表现为一个磁滞回线，其中磁感应强度（B）随外部磁场强度（H）的变化而发生变化。
硅钢片的磁化曲线通常具有以下特点：
1. 饱和磁感应强度：硅钢片的磁化曲线在一定的外部磁场强度下趋于饱和，此时材料的磁感应强度不再增加。
2. 剩磁：在消除外部磁场后，硅钢片仍会保留一定的磁感应强度，这被称为剩磁。
3. 磁滞性能：硅钢片的磁滞性能描述了材料在不同磁场条件下的响应。
这包括磁滞回线的形状、矫顽力（材料重新磁化所需的外部磁场强度）和饱和磁感应强度等参数。
硅钢片的磁化曲线可以通过高斯计测量来获取，然后绘制出磁滞回线图，以分析材料的磁性能。
这些数据对于电机和变压器等设备的设计和性能优化非常重要。
磁化曲线
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：
铁氧体 磁化曲线
铁氧体磁化曲线铁氧体是由铁氧矿晶体组成的一类陶瓷材料，具有良好的磁性能。
其中最常用的是氧化铁镍锌铁氧体（Ni-Zn ferrite）和氧化铁铜锌铁氧体（Cu-Zn ferrite），它们用于制造变压器、电感器、磁芯等电子元件。
铁氧体的磁性能是其重要的物理性质之一。
其磁化曲线是指一定外加磁场下，铁氧体样品的磁化强度与磁场强度之间的关系，通过磁化曲线可以了解样品的磁化特性。
磁化曲线的特点铁氧体的磁化曲线通常是典型的半椭圆形，如下图所示：磁化曲线的横坐标为外加磁场强度，单位是Oe或A/m，纵坐标为样品的磁感应强度，单位是G或T。
磁化曲线的典型特点是在低磁场下，样品的磁感应强度迅速增加，到一定磁场强度后趋于饱和。
在磁场降至零时，样品的磁感应强度并不为零，而是存在一定的剩磁，这是由于样品中磁矩的自发磁化导致的。
在磁场方向与样品中心垂直时，磁化曲线的最大输出磁感应强度称为饱和磁感应强度，BSAT，它是铁氧体磁性能的重要参数之一。
饱和磁感应强度越高，说明铁氧体的磁性能越强。
影响磁化曲线的主要因素铁氧体磁化曲线的形态和特性与样品的制备、化学成分、晶体结构、温度等因素都有关系。
以下是影响铁氧体磁化曲线的几个主要因素：1.铁氧体的烧结温度和过烧时间。
烧结温度和过烧时间是影响铁氧体晶体尺寸和界面结构的重要因素，进而影响铁氧体的磁性能。
过高或过低的烧结温度和过烧时间都会使铁氧体的磁性能降低。
2.铁氧体的化学成分。
不同化学成分的铁氧体具有不同的磁性能。
分别含有氧化铁、氧化镍和氧化锌的Ni-Zn ferrite及Cu-Zn ferrite材料具有不同的饱和磁感应强度。
3.晶体结构。
晶体结构是决定铁氧体磁性能的关键因素。
Ni-Zn ferrite属于尖晶石结构，Cu-Zn ferrite属于非晶质或部分结晶状态。
晶体结构不同，其磁性能也不同。
4.外加磁场的方向和大小。
铁氧体的磁性能与磁场的方向和大小有关。
在磁场方向与样品中心垂直时，铁氧体的饱和磁感应强度会比在平行方向下高一些。
铁磁性物质的磁化曲线课件
磁场方向
当磁场方向与铁磁性物质 的易磁化轴不平行时，会 导致饱和磁化强度的降低 。
晶粒尺寸
铁磁性物质的晶粒尺寸越 小，其饱和磁化强度越高 ，对磁化曲线的影响也越 大。
04
铁磁性物质的应用
在电力工业中的应用
变压器铁芯
01
铁磁性物质用于制造变压器，利用其磁化特性实现电能转换。
发电机和电动机的铁芯
02
材料的多功能化。
磁化曲线测量技术的发展
高精度测量技术
发展高精度、高分辨率的磁化曲线测量技术，提 高测量数据的可靠性和准确性。
动态测量技术
研究能够实时监测铁磁性物质动态磁化过程的测 量技术，以揭示其复杂的磁化行为。
无损测量技术
开发无损、非接触式的磁化曲线测量技术，减少 对被测材料的损伤和干扰。
铁磁性物质在新能源领域的应用前景
再随磁场强度H的增加而增加，此时的磁感应强度称为饱和磁化强度。
02
矫顽力
为了使铁磁性物质完全去磁，需要施加的反向磁场强度，矫顽力的大小
反映了铁磁性物质的剩磁大小。
03
饱和磁化强度与矫顽力的关系
两者反映了铁磁性物质的磁性能，是描述铁磁性物质的重要参数。
磁化曲线的影响因素
01
02
03
温度
随着温度的升高，饱和磁 化强度和矫顽力均有所降 低，对磁化曲线的影响较 大。
磁性发电机
利用铁磁性材料的磁性能，开发高效、环保的磁性发电机，为新 能源发电提供新的解决方案。
磁制冷技术
研究基于铁磁性材料的磁制冷技术，实现高效、节能的制冷效果 ，替代传统制冷方式。
磁场储能
探索利用铁磁性材料的磁场储能技术，提高能源利用效率和系统 稳定性。
非晶合金材料2605sa1磁化曲线和损耗曲线
非晶合金材料2605SA1是一种具有优异磁性能的材料，在磁性材料领域有着广泛的应用。
在研究非晶合金材料2605SA1的磁性能时，磁化曲线和损耗曲线是两个非常重要的参数，可以直观地反映材料的磁性能和功耗特性。
本文将分别从磁化曲线和损耗曲线两个方面对非晶合金材料2605SA1的磁性能进行探讨。
1. 磁化曲线磁化曲线是描述材料磁化特性的重要参数，它反映了材料在外加磁场作用下的磁化过程。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其磁化曲线的特点主要包括饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矫顽力和磁导率等。
1.1 饱和磁感应强度作为材料的基本磁性能参数之一，饱和磁感应强度反映了材料在磁化过程中能达到的最大磁感应强度。
对于非晶合金材料2605SA1而言，其饱和磁感应强度高，表明其磁化能力强，适用于要求高磁感应强度的领域。
1.2 剩余磁感应强度剩余磁感应强度是指在去除外加磁场后材料中仍残留的磁感应强度。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其剩余磁感应强度较低，表明其具有良好的磁消磁特性，能够快速消除外界磁场的影响。
1.3 矫顽力矫顽力是描述材料抵抗外加磁场的能力，也可以理解为去磁化材料所需的磁场强度。
对于非晶合金材料2605SA1而言，其矫顽力较小，表明其易于磁化和去磁化，具有较好的磁性响应速度。
1.4 磁导率磁导率是描述材料对磁场响应的能力，是磁化曲线中的重要参数之一。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其磁导率较高，表明其具有良好的磁性能，能够快速响应外加磁场的变化。
2. 损耗曲线损耗曲线是描述材料在磁化过程中的能量损耗特性的参数，它直接影响着材料在实际应用中的功耗和效率。
对于非晶合金材料2605SA1来说，其损耗曲线主要包括铁损和涡流损耗。
2.1 铁损铁损是非晶合金材料在外加交变磁场中产生的能量损耗，其大小取决于材料的磁导率、频率和磁感应强度等因素。
对于非晶合金材料2605SA1而言，其铁损较低，表明其在高频磁场下具有较低的能量损耗，能够提高材料的工作效率。
动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告
动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告一、引言磁滞回线和磁化曲线是研究磁性材料磁化性质的重要工具。
磁滞回线描述了材料在外加磁场作用下磁化程度的变化规律，而磁化曲线则反映了材料的磁化特性。
本实验通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线，旨在深入了解磁性材料的磁化行为，并通过分析实验数据得出相关结论。
二、实验原理1. 磁滞回线磁滞回线是描述材料在外加磁场逐渐增加和减小过程中磁化程度的变化情况。
在实验中，我们需要使用霍尔效应磁强计来测量磁场强度，从而可以得到材料的磁滞回线。
2. 磁化曲线磁化曲线是描述材料在外加磁场作用下磁化程度随磁场变化的曲线。
在实验中，我们需要使用霍尔效应磁强计和恒流源来测量材料在不同磁场强度下的磁场强度和磁化强度，并绘制出磁化曲线。
三、实验步骤1. 实验准备：a. 准备一块磁性材料样品，并将其放置在实验装置上。
b. 连接霍尔效应磁强计和恒流源到实验装置上，确保测量的准确性和稳定性。
2. 磁滞回线的测量：a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。
b. 逐渐增加恒流源的电流，记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。
c. 逐渐减小恒流源的电流，重复步骤b的测量过程。
d. 根据实验数据绘制磁滞回线图。
3. 磁化曲线的测量：a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。
b. 逐渐增加恒流源的电流，记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。
c. 根据实验数据绘制磁化曲线图。
四、实验结果与讨论1. 磁滞回线的分析根据所测得的磁滞回线数据，我们可以观察到磁性材料在磁场逐渐增大过程中逐渐磁化，达到饱和磁化强度后，进一步增大磁场也不会有明显增加的效果。
而在磁场逐渐减小过程中，磁性材料的磁化程度也会随之减小，直到完全消除磁化。
磁滞回线的形状对应着材料的磁滞损耗和剩磁等特性。
2. 磁化曲线的分析根据所测得的磁化曲线数据，我们可以观察到磁性材料在不同磁场强度下的磁化程度存在一定的非线性关系。
铁磁性物质起始磁化曲线
铁磁性物质起始磁化曲线
1. 概念：
铁磁性物质从B = 0、H = 0开头磁化，所绘制出的B-H曲线即为起始磁化曲线。
如图7.3所示。
2. 起始磁化曲线的绘制：
① oa段，随着H的增大，B急剧增大。
② ab段：若H连续增大，B的增大减慢。
③ 磁饱段：b点以后，再增大H，B增加得很小，与真空或空气一样，这种现象称为磁饱和。
曲线上的a点、b点分别称为膝点、饱和点。
3.工程应用留意事项：
利用铁磁材料设计电感、变压器、电机时留意磁饱和性，通常要求铁磁性物质工作在a点以下，保证留有充分的裕量，假如工作时进入磁饱和区，设备发热加剧，影响设备正常运行，甚至烧毁。
1。
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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
§7.5 铁磁质
§7.4 磁场的边界条件
例题一：一个带有很窄缝隙的永磁环
磁化曲线 铁磁质的应用 铁磁质磁化的机制
例题二：载流无限长磁介质圆柱磁场分布。陆果p365
§7.6 简单磁路
磁路定理
作业：9-6，9-9，9-11
M M1 0，M 2 M 3 M
H1 M
磁化曲线
§7.5 铁磁质
I
I
装置：环形螺绕环; 铁磁质Fe,Co,Ni及
稀钍族元素的化合物，能被强烈地磁化
原理:励磁电流 I; 用安培定理得H
NI H 2R
R
实验测量B,如用感应电动势测量 或用小线圈在缝口处测量； 由 B 得出 r ~ H 曲线
B2
B1t B2t r1 r 2
B1n B2n
可从磁导率判断B线 偏离法线的程度
tg1 r1 tg 2 r 2
磁屏蔽
r1 1 r 2 r1 2
B1
有铁磁质包围的空腔，不会有 外磁场进入腔内外界 B线进入 铁磁质后折离法向与界面平行 所以，再离开腔的B就很小了
很强，促使其自旋磁矩平行排列形成磁畴－－自发的 磁化区域。磁畴大小约为1017－1021个原子/10-18米3 。
例题三：铁环气隙中的磁感应强度。清华书P273
§7.4 磁场的边界条件
磁场的边界条件给出磁介质分界面处，磁场的物理 量所应遵守的规律。 高圆 以下讨论两种各向同性的均匀 斯柱 磁介质分界面处， 面形 B1 H、B 行为
H、B 的法向分量
1
高斯面上下底面积为 2 dS r 高为 h
H B
j' n ˆ j' M
n 因传导电流 I 0为零 ˆ B B B M 2 1 3 0 及边界条件
0
B2 H 2 H3 M2 0 0 对于 B 窄隙可略 场点是否在磁介质内对于 H 是很重要的。
如：铁为 1040K，钴为 1390K， 镍为 630K
B
Hc
铁磁质的应用
* 作变压器的软磁材料。纯铁，硅钢
坡莫合金(Fe，Ni)，铁氧体等。
r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大）。 饱和磁感应强度大，矫顽力(Hc)小，磁滞 回线的面积窄而长，损耗小（HdB面积小）。
Hc
H
还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。
产生H>HC使磁芯呈+B态，则–脉冲 产生H< – HC使磁芯呈– B态，可做 为二进制的两个态。
B
HC
HC H
铁磁质磁化的机制
铁磁性主要来源于电子的自旋磁矩。
* 交换力：电子之间的交换作用使其在自旋
平行排列时能量较低，这是一种量子效应。
* 磁畴(magnetic domain)：原子间电子交换耦合作用
S
B 0 r H
B1n B2n
B1 cos1 B2 cos 2
在均匀磁介质的分界面处磁感 应强度矢量的法向分量连续。
在均匀磁介质的分界 面处磁场强度矢量的 法向分量不连续。
B、H 的切向分量
在界面处做一个环路
r1H1n r 2 H 2n H1 1 l
在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的
磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。
结果三
铁磁体于铁电体类似；在交变场的作用下，它的形状 会随之变化，称为磁致伸缩（10-5数量级）它可用做 换能器，在超声及检测技术中大有作为。
结果四
每种磁介质当温度升高到一定程度时， 由高磁导率、磁滞、磁致伸缩等一系 列特殊状态全部消失，而变为顺磁性。 这温度叫临界温度，或称铁磁质的居里点。 不同铁磁质具有不同的转变温度
h
r1
l 为一级无穷小
h 为二级无穷小
r2 2 H 2
L
环 H dl H1 sin 1 l H 2 sin 2 l H 侧h 0 路
H1 sin 1 H 2 s介质的分界面处磁场 强度矢量的切向分量连续。
B
B
例题一：一个带有很窄缝隙的永磁环，已知其磁化 强度为 M，方向如图，试求图中所标各点的 B 和H 分子电流观点介质表面的磁化电流
ˆ j' M n
2 1 3
窄隙永磁环宛如一个面电流密度为 j ' M 的螺绕环，附加的磁场 B' 0 j ' 0 M 方向与 M 相同