铁磁材料磁化特性研究——【大学物理 实验报告 精】
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线sc
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：引言：铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞曲线是反映该材料的重要特性，也是设计选用材料的重大依据。
一、实验目的1.掌握使用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法2.了解铁磁材料的磁化规律，用示波器法观察磁滞回线，比较两种典型铁磁物质的动态磁化特性3.测定样品的基本磁化特性曲线（B-H曲线），并作μ-H曲线。
4.测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及相关的Hc、、、H、B等参量二、实验仪器TH-MHC型智能磁滞回线测试仪、示波器。
三、实验原理1.铁磁材料的磁滞特性铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。
铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。
图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B＝H＝O，当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如线段oa所示，继之B随H 迅速增长，如ab所示，其后B的增长又趋缓慢，并当H增至HS时，B到达饱和值BS，oabs称为起始磁化曲线。
图1表明，当磁场从HS逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点，沿另一条新的曲线SR下降，比较线段OS和SR可知，H减小B相应也减小，但B的变化滞后于H的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H＝O时，B不为零，而保留剩磁Br。
当磁场反向从O逐渐变至－时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，HD称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD称为退磁曲线。
图1还表明，当磁场按HS→O→HD→-HS→O→HD´→HS次序变化，相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDS’R’D’S变化，这闭合曲线称为磁滞回线。
铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
南昌大学物理实验报告课程名称: 大学物理实验（下）_____________ 实验名称：铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线学院：信息工程学院专业班级：学生姓名: 学号: __实验地点：基础实验大楼B208 座位号：___ 实验时间：第8周星期三下午三点四十五分_______一、 实验目的1、 掌握用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法。
2、 了解铁磁材料的磁化规律，用示波器法观察磁滞线，比较两种典型铁磁物质的动态磁化特性。
3、 测定样品的基本磁化特性曲线（B —H 曲线)，并作μ-H 曲线。
4、 测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及相关参量。
二、 实验原理1、铁磁材料的磁滞特性铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料.铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属于铁磁物质。
其特征是在外磁场的作用下能被强烈氧化，即磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，即磁场停止作用后，铁磁质仍保留磁化状态。
图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁场强度H 之间的关系曲线.如果流过线圈的磁化电流从零逐渐增大,则钢圆环中的磁感应强度B 随激励磁场强度H 的变化如图1中oa 段所示。
这条曲线称为起始磁化曲线.继续增大磁化电流，即增加磁场强度H 时，B 上升很缓慢.如果H 逐渐减小，则B 也相应减小，但并不沿ao 段下降，而是沿另一条曲线ab 下降。
B 随H 变化的全过程如下:当H 按 O →H m →O →－c H →－H m →O →c H →H m 的顺序变化时，B 相应沿 O →m B →r B →O →－m B →－r B →O →m B 的顺序变化。
B HB m B rab－H m foH CcdH m－H C－B r －B me图 1将上述变化过程的各点连接起来，就得到一条封闭曲线abcdefa ，这条曲线称为磁滞回线.从图1可以看出：(1)当H ＝0时,B 不为零，铁磁材料还保留一定值的磁感应强度r B ，通常称rB 为铁磁材料的剩磁.（2）要消除剩磁r B ，使B 降为零，必须加一个反方向磁场C H ，这个反向磁场强度C H 叫做该铁磁材料的矫顽磁力。
铁磁材料的磁化特性的研究(精)
2
d2 dt
n d dt
2 是线圈n中产生的感应电动势
2 n 次级线圈中的磁通链数
当I2R2 Q / C2 时， 2 I 2 R2
电容C两端的电压：
I2
dQ dt
C2
dU y dt
2
C2 R2
dU y dt
Uy
nS C2 R2
B
该式表明示波器垂直偏转板上的电压，即电容两端的电 压Uy是正比例于磁感应强度B的。
3 磁滞现象：
铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
当铁磁质达到饱和
a
后，减小H，B沿图 ab下降；当H=0时B
Br b
＝Br，称为剩磁。 当H＝Hc时，B=0，
c
f
bc段是退磁曲线
-Hc
Hc称为矫顽力；反
-Br e
向继续增大H，铁 磁质反向沿cd段达
d
到饱和；
反向减小H到0，则B沿de到－Br。H按原方向增加经ef到Hc； 继续增大H，则B沿fa回到原来饱和状态。
不同的铁磁质具有不同形状的磁滞回线，按矫顽力 的大小，铁磁材料可分为： 软磁材料：矫顽磁力很小 ，适合于做变压器、
电机中的铁芯等。 硬磁材料：矫顽磁力很大，常用做永磁体。
常用在电表、收音机、扬声器中。 矩磁材料：它的磁滞回线接近于矩形，可以用做
“记忆”元件。 如电子计算机中存储 器的磁芯.
实验仪器介绍
CH2通道
Ｘ－Ｙ控制键 Ｘ－Ｙ触发
测
ε
量 仪
号
器
饱和磁感应强度
初始磁化曲线 当电流从0逐渐增加，线圈中的磁场强度H也随之增加， 这样就可以测出若干组B,H值。以H为横坐标，B为纵坐标， 画出B随H的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线。当H 增大到某一值后，B几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状 态为磁饱和状态。此时的磁感应强度Bs叫做饱和磁感应强度。
物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】实验２０铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线铁磁物质是一种性能特异、用途广泛的材料。
如航天、通信、自动化仪表及控制等都无不用到铁磁材料（铁、钴、镍、钢以及含铁氧化物均属铁磁物质）。
因此，研究铁磁材料的磁化性质，不论在理论上，还是在实际应用上都有重大的意义。
本实验使用单片机采集数据，测量在交变磁场的作用下，两个不同磁性能的铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线。
【预习重点】（１）看懂实验原理图及接线图。
（２）复习示波器的使用方法。
参考书：《电磁学》下册，赵凯华、陈熙谋着，第五、六章；《大学物理学》电磁学部分，杨仲耆等编，第六章。
【仪器】磁滞回线实验组合仪、双踪示波器。
【原理】１）铁磁材料的磁化及磁导率铁磁物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁滞的特性。
一般都是通过测量磁化场的磁场强度Ｈ和磁感应强度Ｂ之间的关系来研究其磁性规律的。
图２０—１起始磁化曲线和磁滞回线图２０—２基本磁化曲线当铁磁物质中不存在磁化场时，Ｈ和Ｂ均为零，即图２０—１中Ｂ～Ｈ曲线的坐标原点０。
随着磁化场Ｈ的增加，Ｂ也随之增加，但两者之间不是线性关系。
当Ｈ增加到一定值时，Ｂ不再增加（或增加十分缓慢），这说明该物质的磁化已达到饱和状态。
Ｈm 和Ｂm 分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度（对应于图中ａ点）。
如果再使Ｈ逐渐退到零，则与此同时Ｂ也逐渐减少。
然而Ｈ和Ｂ对应的曲线轨迹并不沿原曲线轨迹ａ０返回，而是沿另一曲线ａｂ下降到Ｂr ，这说明当Ｈ下降为零时，铁磁物质中仍保留一定的磁性，这种现象称为磁滞，Ｂr 称为剩磁。
将磁化场反向，再逐渐增加其强度，直到Ｈ＝－Ｈc ，磁感应强度消失，这说明要消除剩磁，必须施加反向磁场Ｈc 。
Ｈc 称为矫顽力。
它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力。
图２０—１表明，当磁场按Ｈm →０→－Ｈc→－Ｈm →０→Ｈc →Ｈm 次序变化时，Ｂ所经历的相应变化为Ｂm →Ｂr →０→－Ｂm →－Ｂr →０→Ｂm 。
铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
0.09500
0.01575
2.8
2080
595
0.06933
0.09917
0.01430
3.0
2240
610
0.07467
0.10167
0.01362
表二 B－H 曲线
测试条件：
NO. (mV)
1
910
2
-910
3
360
4
-360
5
0
6
0
7
600
8
400
9
200
10
600
11
-400
12
-600
13
从图 1 可以看出： （1）当 H＝0 时，B 不为零，铁磁材料还保留一定值的磁感应强度 Br ，通
常称 Br 为铁磁材料的剩磁。
（2）要消除剩磁 Br ，使 B 降为零，必须加一个反方向磁场 HC ，这个反向
磁场强度 HC 叫做该铁磁材料的矫顽磁力。 （3）H 上升到某一个值和下降到同一数值时，铁磁材料内的 B 值并不相同，
南昌大学物理实验报告
课程名称：
大学物理实验（下）_____________
实验名称： 铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
学院： 信息工程学院 专业班级：
学生姓名：
学号： __
实验地点： 基础实验大楼 B208 座位号： ___
实验时间： 第 8 周星期三下午三点四十五分_______
一、 实验目的
1、 掌握用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法。 2、 了解铁磁材料的磁化规律，用示波器法观察磁滞线，比较两种典型铁磁
物质的动态磁化特性。 3、 测定样品的基本磁化特性曲线（B-H 曲线），并作μ-H 曲线。 4、 测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及相关参量。
铁磁材料的滞回线和基本磁化曲线实验报告解析
南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1、掌握用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法。
2、了解铁磁材料的磁化规律，用示波器法观察磁滞回线比较两种典型铁磁物质的动态磁化特性。
3、测定样品的磁化特性曲线（B-H曲线），并作μ-H曲线。
4、测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及相关H C、B R、B M、H、B的等参量。
二、实验仪器：TH—MHC型智能磁滞回线测试仪、示波器。
三、实验原理：1．铁磁材料的磁滞特性铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。
铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。
其特性是在外磁场作用下能被强烈磁化，即磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H与磁感应强度B之间关系的特性。
即磁场作用停止后，铁磁物质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线。
图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B＝H＝O，当磁场强度H从零开始增加时，磁感应强度B随之从零缓慢上升，如曲线Oa，继之B随H迅速增长，如曲线ab所示，其后B的增长又趋缓慢，并当H增至H S时，B达到饱和值B S这个过程的OabS曲线称为起始磁化曲线。
如果在达到饱和状态之后使磁场强度H减小，这时磁感应强度B的值也要减小。
图1表明，当磁场从H S逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点，而是沿另一条新的曲线SR下降，对应的B值比原先的值大，说明铁磁材料的磁化过程是不可逆的过程。
比较线段OS和SR可知，H减小B相应也减小，但B的变化滞后于H的变化，这种现象称为磁滞。
磁滞的明显特征是当H＝O时，磁感应强度B值并不等于0，而是保留一定大小的剩磁Br。
当磁场反向从0逐渐变至－H D，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，可以施加反向磁场。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告一、实验目的1、认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
2、测定样品的基本磁化曲线，作μ－H 曲线。
3、测定样品的 Hc、Br、Bm 和（Hm，Bm）等参数。
4、了解磁滞回线的概念以及如何用示波器观察磁滞回线。
二、实验原理1、铁磁材料的磁化特性铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。
铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图 1 为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度 H 之间的关系曲线。
图 1 铁磁质 B H 曲线铁磁材料的磁化过程为：其未被磁化时的状态称为去磁状态，这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场 H，则铁磁材料内部的磁场强度 B 随 H 的增加而增加，开始时 B 的增加较慢，而后随着 H 的增加，B 的增加变快，再继续增加 H 时，B 的增加又变慢，当 H 增加到 Hm 时，B 达到饱和值Bm 。
从图中可以看出，B 和H 的关系不是线性的，而是非线性的。
2、磁滞回线当 H 从 Hm 逐渐减小至零，B 并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新的曲线 SR 下降，比较线段 OS 和 SR 可知，H 减小 B也减小，但 B 的变化滞后于 H 的变化，这一现象称为磁滞。
当 H ＝ 0 时，B ＝ Br，Br 称为剩余磁感应强度。
要使 B 减到 0，必须加一反向磁场 Hc，Hc 称为矫顽力。
若再使反向磁场逐渐增加到 Hm，B 就沿图 1 中 S'R'C'变化，继而在 Hm 到 0 时，B 又沿 S'C 变化。
当 H 在 0 和 Hm 之间反复变化时，就得到一系列闭合的 B H 曲线，称为磁滞回线。
3、基本磁化曲线对于同一铁磁材料，选择不同的最大磁化电流 I，可得到不同的磁滞回线，将各条磁滞回线的顶点连接起来，所得到的曲线称为基本磁化曲线。
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线实验报告实验的第一部分，我们得先明确铁磁材料的基本概念。
铁磁材料能在外磁场作用下，形成稳定的磁性。
你知道吗？这就是为什么铁钉能吸引铁屑的原因。
实验中，我们使用的是一种常见的铁磁材料，像铁氧体或硅钢片。
通过施加不同强度的外磁场，材料的磁性会发生变化，最终形成一条独特的曲线。
这个过程就像一场舞蹈，材料在外部刺激下，展现出它的“个性”。
接着，进入到实验的具体步骤。
首先，我们把样品放入测试装置。
然后，逐步增加外部磁场的强度。
随着外场强度的增强，材料的磁性逐渐增强，形成了磁化过程。
到了某个临界点，磁性不再增强，似乎是遇到了瓶颈。
这时，咱们要测量一下，记录下这个“转折点”的磁场强度，心里别提多兴奋了！而在反向施加外磁场时，情况就变得有趣了。
磁性逐渐减弱，然后出现了滞后现象。
这种滞后特性，就是所谓的磁滞回线。
我们会发现，这条回线与之前的磁化曲线形成了一个闭合的环。
这种现象不仅让我们看到了材料的记忆效应，更让我们感受到材料的复杂性和奇妙之处。
然后，再深入一些，咱们得讨论一些专业术语。
磁滞损耗，这个名词听起来有点复杂，其实它指的就是在磁场变化过程中，材料吸收的能量损失。
很直观地说，就是材料在不断变化的磁场中，有些能量会“跑掉”。
这就像我们在熬夜时，虽说努力学习，但总有点效率低下，没能全部吸收知识。
接下来的部分，咱们需要把数据整理出来。
将不同强度下的磁感应强度和外磁场强度绘制成图，最终得出一个清晰的磁滞回线。
你看，这就像画一幅画，每一笔每一划都很重要。
这幅图不仅让人一目了然，更是研究磁性材料的重要依据。
然后，咱们再来聊聊应用。
磁滞回线不仅在科学研究中有用，实际上在很多工业应用中也能见到它的身影。
比如说，变压器和电动机的设计，就需要充分考虑到这种特性。
好的设计能够减少能量损失，提高效率，真是一举两得。
最后，咱们总结一下。
这次实验不仅让我们深入了解了铁磁材料的行为，更重要的是，让我们体会到了实验的乐趣。