已知br、bs、hc参数,基本磁化曲线
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
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：理学院专业班级：应用物理学152班学生姓名：学号： 5实验地点：理生楼B208 座位号：23 实验时间：第六周星期五下午14点开始一、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、了解铁磁物质的磁化规律，用示波器法观察磁滞回线，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
3、测定样品的基本磁化曲线（B-H曲线），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、、、H、B等参量。
二、实验仪器：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，在现代科技和国防上用途广泛的材料。
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，磁导率μ很高。
另一特性是磁滞，即磁场作用停止后，铁磁材料仍保留磁化状态。
图一为铁磁物质的磁感应强度Β 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 。
当外磁场H 从零开始增加时，磁感应强度B 随之缓慢上升，如线段落0a 所示；继之B 随H 迅速增长，如ab 段所示；其后，B 的增长又趋缓慢；当H 值增至Hs 时，B 的值达到Bs ，在S 点的Bs 和Hs，通常又称本次磁滞回线的Bm和Hm。
曲线oabs 段称为起始磁化曲线。
当磁场从Hs 逐渐减少至零时，磁感应强度 B 并不沿起始磁化曲线恢复到o 点，而是沿一条新的曲线sr 下降，比较线段os 和sr，我们看到：H 减小，B 也相应减小，但 B 的变化滞后于H 的变化，这个现象称为磁滞，磁滞的明显特征就是当H=0 时，B 不为0，而保留剩磁Br。
当磁场反向从o 逐渐变为-Hc时，磁感应强度B=O，这就说明要想消除剩磁，必须施加反向磁场，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，线段rc 称为退磁曲线。
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。
实验 43 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线
实验43 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线铁磁材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用各种特性的铁磁材料.铁磁材料多数是铁和其它金属元素或非金属元素组成的合金以及某些包含铁的氧化物（铁氧体），他们除了具有高的磁导率外，另一重要的磁性特点就是磁滞.铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线表征了磁性材料的基本磁化规律，反映了磁性材料的基本磁参数，对铁磁材料的应用和研制具有重要意义.根据磁滞回线的不同，可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽磁力Hc的大小不同.硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁力大（大于102A/m），因而磁化后，其磁感应强度可长久保持，适宜做永久磁铁.软磁材料的磁滞回线窄，矫顽磁力Hc一般小于102A/m，但其磁导率和饱和磁感强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门.本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线，以加深对材料磁特性的认识.【实验目的】1. 掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫顽力、剩磁和磁导率的理解.2. 学会用示波器法观测基本磁化曲线和磁滞回线.3.根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度B s、剩磁B r和矫顽力H c的数值.4.研究不同频率下动态磁滞回线的区别.5.观测不同磁性材料的磁滞回线，比较磁滞回线的变化.【实验仪器】DH4516N型动态磁滞回线测试仪，示波器.【实验原理】1.磁化曲线如果在电流产生的磁场中放入铁磁物质，则磁场将明显增强，此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍，甚至在千倍以上.铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系：B=μH1对于铁磁物质而言，磁导率μ并非常数，而是随H 的变化而改变的物理量，即μ=ƒ（H ），为非线性函数， 所以B 与H 也是非线性关系，如图9-1所示.铁磁材料未被磁化时的状态称为去磁状态，此时磁场强度和磁感应强度均为零.随着磁场强度H 的增加，磁感应强度B 也随之增加.当H 增加到一定值（H s ）后，B 几乎不再随H 的增加而增加，说明磁化已达饱和，从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线，如图9-1中的oa 曲线.图 9-1 磁化曲线和μ～H 曲线2.磁滞回线当铁磁材料的磁化达到饱和之后，如果将磁化场减少，磁感应强度B 也随之减少，但其减少的过程并不沿着磁化时的oa 段退回，而且当磁化场撤消，H =0时，铁磁材料仍然保持一定的磁性，此时的B 称为剩磁（剩余磁感应强度），用B r 表示，如图9-2所示.图9-2 起始磁化曲线与磁滞回线若要使被磁化的铁磁材料完全退磁，必须加上一个反向磁场并逐步增大.当反向磁场强度增加到H =-H c 时（图9-2上的c 点），磁感应强度B =0，达到退磁.图9-2中的的bc段曲线为退磁曲线，H c为矫顽磁力.继续增加反向磁场，铁磁材料将沿反向被磁化，达到反向饱和.如果减小反向磁场强度至0，同样出现剩磁现象，再正向增加磁场强度，得到图9-2所示的封闭曲线abcdefa，称为铁磁材料的磁滞回线.这种B的变化始终落后于H的变化的现象，称为磁滞现象. 实验表明，经过多次反复磁化后，铁磁材料达到稳定的磁化状态，B-H的量值关系形成一个稳定的闭合的“磁滞回线”，通常以这条曲线来表示该材料的磁化性质.这种反复磁化的过程称为“磁锻炼”. 本实验使用交变电流，所以每个状态都是经过充分的“磁锻炼”，随时可以获得稳定的磁滞回线.当从初始状态（H = 0，B = 0）开始周期性地改变磁场强度的幅值时，在磁场由弱到强单调增加过程中，可以得到面积由小到大的一簇磁滞回线，如图9-3所示.其中最大面积的磁滞回线称为极限磁滞回线.把图9-3中原点O和各个磁滞回线的顶点a1,a2，…a所连成的曲线，称为铁磁性材料的基本磁化曲线.不同的铁磁材料其基本磁化曲线是不相同的.在测量基本磁化曲线时，每个磁化状态都要经过充分的“磁锻炼” .否则，得到的B-H 曲线即为开始介绍的起始磁化曲线，两者不可混淆.由于铁磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在测定磁化曲线和磁滞回线时，必须将铁磁材料预先退磁，消除样品中的剩余磁性，以保证外加磁场H = 0时，B = 0.在理论上，要消除剩磁B r，只需通一反向励磁电流，使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽磁力即可.实际上，矫顽磁力的大小通常并不知道，因而无法确定退磁电流的大小.我们从磁滞回线得到启示，如果使铁磁材料磁化达到磁饱和，然后不断改变励磁电流的方向（如采用交变电流），与此同时逐渐减小励磁电流，直到为零.则该材料的磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线，如图9-4所示.当H减小到零时，B亦同时降为零，达到完全退磁.图 9-3 图 9-4233.示波器法观测磁滞回线原理用示波器测量B —H 曲线的实验线路如图9-5所示.图 9-5 示波器法观测磁滞回线原理电路图在圆环状磁性样品上绕有励磁线圈N 1匝（原线圈）和测量线圈N 2 匝（次线圈），当N 1 通以交变电流i 1 时，样品内将产生磁场，其磁力线在罗兰环内呈闭合回路.根据安培环路定律有:11H L i N = （9-1） 式中L 为的环状样品的平均磁路长度.R 1两端的电压U R 1为：111R LR U H N = （9-2） 上式表明磁场强度H 与U R 1成正比，将R 1两端的电压送到示波器的X 输入端，即1X R U U =，则示波器X 方向偏转量的大小反映了磁场强度H 的大小.为了测量磁感应强度B ，在次级线圈N 2上串联一个电阻R 2与电容C 构成一个回路，同时R 2与C 又构成一个积分电路.线圈N 1中交变磁场H 在铁磁材料中产生交变的磁感应强度B ，因此在线圈N 2中产生感应电动势，其大小为：22d dB N S dt dtεΦ== （9-3） 式中S 为线圈N 2的横截面积.R 2C 积分电路中的电流为：2i =（9-4）4式中ω为电源的角频率.若R 2和C 都选择的足够大，使21R Cω ，则： 222i R ε≈（9-5） 电容C 两端的电压为:2221C N S Q U i dt B C C CR ===∫ (9-6) 将电容C 两端电压送至示波器的Y 轴输入端，即Y C U U =，则示波器Y 方向偏转量的大小反映了磁感应强度B 的大小.可见，只要通过示波器测出U X 、 U Y 的大小，即可得到相应的H 和B 值.这样，磁化电流变化一个周期，示波器的电子束径迹将描出一条完整的磁滞回线.以后每个周期都重复此过程，在示波器荧光屏上即可看到一稳定的磁滞回线图形.如果由小到大调节信号发生器的输出电压，则能在荧光屏上观察到由小到大扩展的磁滞回线图形，如果逐次记录其正顶点的坐标，并在座标纸上把它连成光滑的曲线，就得到样品的基本磁化曲线.【实验内容与步骤】1．实验前先熟悉实验仪器的构成.本实验所用DH4516N 型动态磁滞回线测试仪由测试样品、功率信号源、可调标准电阻、标准电容和接口电路等组成.仪器面板如图9-6所示.测试样品有两种，一种是圆形罗兰环，材料是锰锌功率铁氧体，磁滞损耗较小；另一种是EI 型硅钢片，磁滞损耗较大些.信号源的频率在20～200Hz 间可调；可调标准电阻R 1、R 2均为无感交流电阻，R 1的调节范围为0.1～11Ω；R 2的调节范围为1～110k Ω。
铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线---（理学院，应用物理专业11-1,-------）摘要：铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。
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。
研究铁磁材料的特性有着重要的意义，它在传统工业、生物医学中磁应用、军事领域以及考古天文地址采矿界领域都有着广泛的应用。
研究铁磁材料重要的方法是测量和分析磁滞回线和基本磁化曲线。
本文是我在做大学物理基础实验——测定铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线时的总结和心得体会。
关键词：铁磁材料；磁滞回线；基本磁化曲线1引言铁磁材料除了具有高的磁导率外，另一重要的磁性特点就是磁滞。
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，而是大于零，称为剩余磁感应强度。
通过剩余极化强度可以判断材料是硬磁材料还是软磁材料，还有磁化能力等。
2 理论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H S时，B到达饱和值B S，oabs称为起始磁化曲线。
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，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。
用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线
41 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线铁磁材料应用广泛,从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。
磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料的主要特征。
根据磁滞回线的不同,可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于矫顽磁力Hc 的大小不同。
硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力大(大于 102A/m),因而磁化后, 其磁感应强度可长久保持,适宜做永久磁铁。
软磁材料的磁滞回线窄,矫顽磁力Hc一般小于102A/m,但其磁导率和饱和磁感强度大,容易磁化和去磁,故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线,以加深对材料磁特性的认识。
【实验目的】1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念,加深对铁磁材料的主要物理量:矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2、学会用示波器法观测基本磁化曲线和磁滞回线。
3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度 Bs、剩磁 Br 和矫顽力 Hc 的数值。
4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别。
5、改变不同的磁性材料,比较磁滞回线形状的变化。
【实验仪器】DH4516N 型动态磁滞回线测试仪,示波器。
【实验原理】1、磁化曲线如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质,则磁场将明显增强,此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍,甚至在千倍以上。
铁磁物质内部的磁场强度 H 与磁感应强度 B 有如下的关系:B=μH对于铁磁物质而言,磁导率μ并非常数,而是随 H 的变化而改变的物理量,即μ=f(H),为非线性函数。
所以如图 1 所示,B 与 H 也是非线性关系。
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,则铁磁材料内部的磁场强度 H 与磁感应强度 B 也随之变大,其B-H 变化曲线如图 1 所示。
但当 H 增加到一定值(Hs)后,B 几乎不再随 H 的增加而增加, 说明磁化已达饱和,从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。
磁性材料基本磁化曲线的测量
磁性材料基本磁化曲线的测量一、实验目的1. 通过实验了解铁磁材料基本磁化曲线测试的原理，熟悉磁锻、去磁的过程，以及用数字磁通计测量磁通的方法，掌握用冲击法测量铁磁材料基本磁化曲线的方法； 2、通过实验熟练掌握数字磁通计的使用方法。
二、磁性材料的静态磁特性的测量原理 1.原理磁性材料静态磁特性的测试，主要包括基本磁化曲线和磁滞回线及有关磁参量的测试。
静态磁特性测量的基本原理式根据电磁感应原理，当磁化回路中的磁化电流改变时，试样中的磁通量随之改变，在测量线圈两端产生感应电动势，根据冲击检流计偏转和磁化电流确定试样的直流磁性参数。
磁轭由高导磁材料制成，其截面积大于试样截面积50倍。
磁轭与试样间的气隙极小，因此磁轭与试样构成的磁路中，可近似地认为磁势全部降落在试样上。
根据磁路中的安培环路定律。
试样中的磁场强度H 为LIW H 1=（1） 式中L 为试样的有效长度。
根据电磁感应定理可知，当磁化电流增加I ∆时，试样中的磁通量增加∆Φ，则测试线圈W 2中的磁通链增加ϕ∆，即∆Φ=∆2W ϕ。
ϕ∆将使数字磁通计产生偏转，其最大偏转值ϕ∆。
因此磁感应强度B 的增量为：SW S B 2ϕφ∆=∆=∆ （2） 式中S 为试样的截面积。
常用的测量装置见图1所示，图中：T ～220——去磁用交流调压器220/0~250V ，500V A ； A ——监视去磁电流用的交流安培表，选用量程1A ； E ——直流稳压电源； R 2——多档可选电阻；a.——磁轭。
截面积为4900 mm 2；b.——试样。
截面积S=100mm 2，试样的有效长度L=230 mm ； W 1——试样的磁化绕组。
2000匝（由红色接线柱引出）； W 2——磁测试线圈。
30匝（由黑色接线柱引出）； mA ——直流毫安表；Φ——数字磁通计，选用量程10mWb ； K 1、K 2、K 3一双刀双向开关；图1 冲击法测量铁磁材料基本磁化曲线的原理图2.实验装置使用介绍AmA图2 实验装置的面板图在实验装置图2中，交流回路已经接线完毕，无需用户接线。
磁性材料基本参数详解
磁性参数与测量：磁损耗 （2）
1 损耗因子tanδ
气隙对损耗因子的影响 磁芯开制气隙后，可以增加磁场和温度的稳定性，损耗因 子有所下降 （tanδ）gap = tanδ·μe/μi 比损耗因子 ，与材料几何尺寸无关，表示小信号下材料 的损耗特性；
SPINEL
磁性参数与测量：磁损耗 （3）
2 品质因素 Q
SPINEL
磁性参数与测量：磁导率温度稳定性
磁导率温度稳定性α μ
定义为：由于温度的改变而引起的被测量的相对变化 与温度变化之比。例：磁导率的温度系数为：
α μ =
μ 2－μ 1 μ 1（T2－T1）
式中：μ 1是T1温度时的磁导率，μ 2是T2温度时的磁导率 。因对于同一种软磁材料，其磁芯的α μ /μ i值是一个常 数。故常用α μ /μ 构成的曲线称为磁滞 回线。
B c
b a 0
bc段是磁化曲线的膝部
磁滞回线中B的变化总 是落后于H的变化说明 铁磁材料具有磁滞性；
C点以后是饱和段 ab段是上升段 起始磁化 曲线反映 了什么？
H
起始磁化曲线
磁滞回线中H为 零时B并不为零 的现象说明铁 磁材料具有剩 磁性。
铁氧体软磁材料介绍
无锡斯贝尔：常彪
内容
磁学常识：磁性材料分类 磁学常识：磁性来源 磁学常识：磁化曲线 磁性参数与测量 磁性材料应用 磁性材质介召
SPINEL
磁学常识：磁性材料分类
锰锌系材* 铁氧体磁芯 镍锌系材 镁锌系材 硅（矽）钢材 铁粉芯 合金类磁芯 铁硅铝合金 铁镍合金 钼坡莫合金 非晶、微晶合金
磁性参数与测量：磁导率μ （4）
3 振幅导磁率μα
作功率变换的开关电源变压器磁芯是工作在 高磁通密度下,因此必须引入振幅磁导率参数才能 真实反映出功率型磁芯在高磁通密度下的磁特性; μα= 1/μ0
磁性材料的静态磁参数
磁性材料的静态磁参数磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数不计及磁化的时间效应，就是所谓的静态磁参数，或称直流磁参数。
若作用在材料样品上的外加磁化场强度Ｈ由零单调地增加，则被磁化的样品上的磁感应强度Ｂ也由零增加，两者构成的关系曲线就是起始磁化曲线。
若每增加一个磁场强度，强经反复换向而使样品的磁感应强度处在该状态下的稳定的数值上，实际性能测量时的这种反复换向的操作称为磁锻炼，这样得到的Ｂ和Ｈ之间的关系曲线就叫作基本磁化曲线，又称换向磁化曲线。
在很低的磁化场下，磁化是可逆的，即Ｈ减为零，Ｂ也退为零，它们之间呈线性关系，没有滞后现象。
这一低磁场的区域的大小随材料和材料的状态而异。
在此区域中，磁导率（即表示磁化难易程度的一个磁参数）为常数，通常定义该磁导率为初始磁导率μi：(1)在较高磁化场强度下，磁化场强度减为零，磁感应强度不再退为零，而保留有一定的剩余磁感应强度。
在这个区域中测得的起始或基本磁化曲线上，过坐标原点Ｏ作直线与其相切，可得最大磁导率μm （图1）。
磁化场强度再增加，磁感应强度也有增加。
当磁化场强度到达饱和磁化场强度Hs时，对应此时的磁感应强度称技术饱和磁感应强度Bs，在工程技术上就简称为饱和磁感应强度。
此后，磁场强度再增大，磁感应强度虽有增加，但已与H成线性关系，这一阶段工程技术上用途不大。
若磁化场强度在+Hs和-Hs往返变化时，将形成通称的磁滞回线。
不同的磁化场强度对应有不同大小的磁滞回线。
并且，磁化场强度从+Hs开始减少到零再反向增大所对应的部分磁滞回线称回线的下降支；而从-Hs开始绝对值减少到零再正向增大所对应的部分磁滞回线称回线的上升支。
磁滞回线上对应于H=0的磁感应强度为剩磁Br，对应于B=0的反向磁化场强度为矫顽力Hc。
上面所说的对应饱和时的正常磁滞回线又称极限磁滞回线。
极限磁滞回线上的饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc，再加上基本磁化曲线上的初始磁导率μi和最大磁导率μm，对某一具体材料的样品来说，都是唯一的。
磁介质磁化强度
铁——10430C 镍——6300C 钴——13900C 铁磁质旳起因能够用“磁畴”理论来解释。
一、磁畴
•概念：
铁磁质内旳电子之间因自旋 引起旳相互作用非常强烈， 在铁磁质内部形成了某些微 小自发磁化区域，叫做磁畴 。 每一种磁畴中，各个电子旳 自旋磁矩排列得很整齐。
长江大学教学课件
大学物理学电子教案
磁介质
7-9-1 磁介质、磁化强度 7-9-2 磁介质中旳安培环路定理
磁场强度 7-9-3 铁磁质
磁场中旳磁介质
讨论磁场和磁介质旳相互作用：
•磁介质旳三种类型： 顺磁质、抗磁质、铁磁质
•磁介质对磁场旳影响
电流 磁
电流
•磁场强度、磁化强度及其规律 运动电荷
运动电荷
•铁磁质旳特征
R
r
r d R B 0rI
2π d
d R l H dl I I 0
2π dH 0, H 0
B H 0
同理可求 d r , B 0
7-9-3 铁磁质
铁磁质旳特征：
1．在外磁场作用下能产生很强旳磁感应强度； 2．当外磁场停止作用时，仍能保持其磁化状态； 3．B与H之间不是简朴旳线性关系； 4．铁磁质都有一临界温度。
•根据B~H之间旳关系，若已知一种量可求出另一种量。
•在设计电磁铁，变压器以及某些电气设备时，磁化曲线 是很主要旳试验根据。
三、磁滞回线
Br B
BS
B旳变化落后于H旳变化旳现象，叫 做磁滞现象，简称磁滞
Hc
饱和磁感应强度BS： 全部磁畴都与外场方向一致。相应
Hc H
旳磁场强度称为饱和磁场强度，磁
磁化曲线和磁滞回线测量
实验背景
•铁磁材料（铁、钴、镍及铁氧化物）在航天、通信、仪 表等领域应用广泛，如变压器铁芯、硬盘，有测量意义。
•铁磁材料分为硬磁（矫顽力大于102～2104 A/m）和软 磁（小于102 A/m）两大类。
•高磁导率和磁滞是铁磁材料的两大特性，磁化曲线和磁 滞回线是变压器等设备设计的重要依据。
•磁滞回线测量可分静态法(直流励磁法)和动态法（交流 励磁法）。本实验采用动态法测量软磁样品。
(c)将原点O与各磁滞回线的顶点a1, a2, a3,…相连，得到初始磁化曲线。
(4) 逐点测量初始磁化曲线
（1）将励磁正弦信号的频率调为50 Hz，幅度波段 开关调至0挡，从退磁状态开始测量。 （2）按“D/确定”键，结束当前操作。 （3）按“4/起始磁化曲线”键。
（5）逐点测量磁滞回线
（1）按“D/确定”键，结束当前操作。 （2）将励磁正弦信号50 Hz，幅度波段开关调至饱和磁化幅度（如IX挡）。 （3）按“6/逐点测量”键：
如果lcd显示的磁滞回线大小不合适可以通过8b缩小键9b放大键ah放大键ah缩小键在b坐标方向或h坐标方向放大或缩小磁如果漏记了前面某个测量点的bh值可以按7逐点查询键来查询
磁化曲线和磁滞回线测量
超声测速
13 实验背景 23 实验目的 3 实验演示 34 实验原理与方法 35 实验内容 63 注意事项与思考题
实验原理
H N1I1 L
UH I1R1
E2
d
dt
N2S2
dB dt
H
N1 LR1
UH
UB
UC
Q C
1 C
I2dt
1 CR2
E2dt
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基本磁化曲线是磁性材料在外加磁场作用下磁化强度与磁场强度之间
的关系曲线。
在实际应用中，我们经常需要研究不同材料在外磁场下
的磁化行为，基本磁化曲线可以为我们提供重要的参考信息。
在研究
基本磁化曲线时，我们需要了解br、bs、hc等参数的含义和作用，以便更准确地分析材料的磁性能。
一、 br参数
1.1 br参数的定义
br参数是饱和磁感应强度，即在材料饱和磁化时所对应的磁场强度。
当外加磁场强度增加，磁化强度逐渐增加，并最终达到饱和状态。
br
参数就是这个饱和状态下的磁场强度值。
1.2 br参数的意义
br参数是描述材料在饱和状态下的磁化特性的重要参数。
它反映了材料在外加磁场下的饱和磁化程度，是衡量材料磁性能优劣的重要指
标之一。
二、 bs参数
2.1 bs参数的定义
bs参数是剩磁感应强度，即在去除外加磁场后，材料保留的磁化强度。
在材料被磁化后，即使去除外加磁场，材料仍会保留一定的磁化
强度。
bs参数即为这种剩余磁化强度的数值。
2.2 bs参数的意义
bs参数是描述材料剩磁特性的重要参数。
它反映了材料在去除外加磁场后所保留的磁性强度，是评价材料磁性质的重要指标之一。
三、 hc参数
3.1 hc参数的定义
hc参数是矫顽磁场强度，也称协磁力。
在磁化曲线中，当磁场强度经过一个周期变化后，磁化强度归零时所对应的磁场强度值，即在消
除材料磁化的外加磁场强度值。
3.2 hc参数的意义
hc参数描述了材料的抗磁化能力。
它反映了材料在去除外加磁场后所需的磁场强度，是表示材料抗磁化性能的重要指标之一。
四、基本磁化曲线的温度和频率特性
4.1 温度特性
在不同温度下，材料的磁化特性会发生变化。
通常随着温度的升高，材料的磁导率会降低，导致磁化曲线整体向原点偏移。
4.2 频率特性
在不同频率下，材料的磁化特性也会发生变化。
随着频率的增加，
材料的磁化特性会发生衰减，磁化曲线会出现频率依赖性的变化。
基本磁化曲线的研究不仅可以帮助我们了解材料的磁性能，还可以为
磁性材料的应用提供重要参考。
基本磁化曲线可以通过实验测定得到，也可以通过相关理论模型进行计算。
通过分析基本磁化曲线，我们可
以更好地选择和设计磁性材料，满足不同工程应用的需求。
在工业生产中，磁性材料的应用非常广泛，例如电机、变压器、传感
器等领域都离不开磁性材料。
通过研究基本磁化曲线，我们可以更好
地了解材料的磁性能，为工程应用提供科学依据。
基本磁化曲线的研
究也可以为新材料的开发和性能改进提供重要参考。
总结
基本磁化曲线是研究磁性材料磁化行为的重要手段，br、bs、hc等参数是描述材料磁化特性的重要参数。
通过研究基本磁化曲线，我们可
以更好地了解材料的磁性能，为工程应用提供科学依据。
基本磁化曲
线的研究对于磁性材料的选择、设计和应用具有重要意义。
希望通过
今天的文章，能够为大家对基本磁化曲线有更深入的了解提供一些帮助。
由于基本磁化曲线的重要性和广泛应用，研究人员一直在努力寻
找新的磁性材料，并不断改进现有磁性材料的性能。
在这个过程中，
我们需要深入了解不同材料的磁化特性，以便更好地选择和设计磁性
材料，满足不同工程应用的需求。
下面，我们将进一步探讨基本磁化
曲线的应用，以及在磁性材料研究方面的一些最新进展。
1.1 磁性材料的选型
在工程领域中，选择合适的磁性材料至关重要。
不同的工程应用需要不同类型的磁性材料，例如需要高矫顽力的材料、需要高磁导率的材料等。
通过分析基本磁化曲线，我们可以了解材料在外磁场下的磁化行为，从而选择最适合特定工程需求的磁性材料。
1.2 磁性材料的设计
在一些特殊的工程应用中，需要设计具有特定磁性能的材料。
通过调控材料的成分、微观结构等方面，可以实现对材料磁性能的调节，从而设计出符合特定工程需求的磁性材料。
基本磁化曲线的分析可以为这种磁性材料的设计提供重要参考。
1.3 磁性材料的应用研究
基本磁化曲线的研究还可以帮助理解磁性材料在实际应用中的磁化行为。
在电机、变压器、传感器等领域中，我们经常需要了解材料在特定工作条件下的磁化特性，从而保证设备的正常运行。
通过研究基本磁化曲线，我们可以更好地了解材料在实际工程应用中的表现。
二、磁性材料的研究进展
2.1 新型磁性材料的发现
近年来，研究人员在磁性材料领域取得了一些令人振奋的进展。
他
们发现了一些新型的磁性材料，具有独特的磁性能和微观结构。
这些
新型磁性材料可能具有更高的矫顽力、更大的饱和磁感应强度等优异
性能，为工程应用提供了更多选择。
2.2 磁性材料性能的改进
除了发现新型磁性材料，研究人员还在不断改进现有磁性材料的性能。
通过调整材料的成分、微观结构、热处理工艺等方面，他们成功
地提高了一些材料的矫顽力、剩磁感应强度等性能指标，使这些材料
更加适合特定的工程应用。
2.3 磁性材料的多功能性应用
研究人员还通过改变磁性材料的微观结构、表面处理等手段，使其
具有多功能性的应用。
利用磁性材料的磁致伸缩效应，可以制备磁致
伸缩材料，用于磁力驱动器、传感器等方面的应用。
三、结语
基本磁化曲线的研究对于理解磁性材料的性能和应用具有重要意义。
通过分析基本磁化曲线，我们可以更好地了解材料的磁化特性，为工
程应用提供科学依据。
与此磁性材料研究领域也在不断取得新的进展，从新型材料的发现到现有材料性能的改进，都为磁性材料的应用提供
了更多可能。
希望随着技术的发展，我们能够更好地理解和利用磁性材料的特性，为各个领域的工程应用提供更好的解决方案。