示波器观测动态磁滞回线

实验名称：用示波器测动态磁滞回线 实验目的：a ．研究铁磁材料的动态磁滞回线b ．了解采用示波器测动态磁滞回线的原理；c ．利用作图法测定磁性材料的饱和磁感应强度s B 、剩磁r B 、矫顽力c H 的值。

实验仪器：V252双踪示波器、自耦变压器、隔离变压器、互感器毫安表、电容等。

实验原理和方法：铁磁材料除了具有高的导磁率外，另一重要的特点就是磁滞。

当材料磁化时，磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关，而且与以前的磁化状态有关。

如右图所示，曲线OA 表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随H 增加，称为磁化曲线。

当H 增加到某一值S H 时，B 的增加速度将极其缓慢。

和前段曲线相比，可看成B 不再增加，即达到磁饱和。

当磁性材料磁化后，如H 减小，B 将不沿原路返回，而是沿另外一条曲线r A 下降。

如果H 从S H 变到－S H ，再从－S H 变回S H ，B 将随H 变化而形成一条磁滞回线。

其中当H ＝0时，r B B =。

r B 称为剩余磁感应强度。

要使磁感应强度为零，就必须加一反向磁场－c H ，c H 称为矫顽力。

按一般分类，矫顽力小的称为软磁材料，大的称为硬磁材料。

必须注意的是：反复磁化（S S S H H H →-→）的开始几个循环内，每次循环的回路才相同，形成一个稳定的磁滞回线。

只有经过“磁锻炼”后所形成的磁滞回线，才能代表该材料的磁滞性质。

由以上可知，要测定材料的磁滞回线，需要根据磁化过程测定材料内部的磁场强度H 及其相应的磁感应强度B 。

磁性材料的磁滞回线能较全面地反应该材料的磁特性，譬如剩磁r B 、矫顽力c H 等。

因此，实用上常常借助磁滞回线来粗略了解材料的磁特性。

测量磁滞回线的基本线路图如下图所示：将样品制成封闭的圆环，均匀地以磁化线圈1N 环绕，用直流电产生磁场使样品磁化，利用换向开关使磁化电流突然转向，样品中的B 也随之改变，通过副线圈2N 和冲击电流计G B 测出B ∆，从而能测出磁化曲线及磁制曲线（B －H 关系曲线）。

[大学物理实验]用示波器测动态磁滞回线实验指导实验重点、难点：1.铁磁性物质的磁化过程及磁滞现象的理解2.测量动态磁滞回线的原理和方法3.实验过程中样品退磁的概念及操作方法。

辅助功能介绍:界面的右上角的功能显示框:当在普通实验状态下，显示实验实际用时、记录数据按钮、结束操作按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束操作按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）。

右上角工具箱:各种使用工具，如计算器等。

右上角help和关闭按钮：help可以打开帮助文件，关闭按钮功能就是关闭实验。

实验仪器栏:存放实验所需的仪器，可以点击其中的仪器拖放至桌面，鼠标触及到仪器，实验信息提示栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不允许拖动仪器栏中的仪器了。

提示信息栏:显示实验过程中的仪器信息，实验内容信息，仪器功能按钮信息等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。

实验内容栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出)，当前实验内容显示为黄色，其他实验内容为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。

切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。

实验操作方法:1.测量动态磁滞回线和基本磁化曲线（1）启动实验程序，进入实验窗口。

（2）调节示波器a.打开示波器窗体。

点击开关按钮，打开示波器电源。

调节辉度旋钮、聚焦旋钮，并将校准信号接入示波器，分别对示波器CH1通道和CH2通道进行校准。

b.按下示波器X-Y按钮，调节示波器CH1通道和CH2通道的光点均与坐标原点重合。

（3）按照实验原理图进行线路连接连线方法：a.鼠标移动到仪器的接线柱上，按下鼠标左键不放。

b.移动鼠标到目标接线柱上c.松开鼠标左键，即完成一条连线（4）打开可调隔离变压器电源开关，调节输出电压到最大值，缓慢调节调压器的输出电压，使励磁电流从最大值600mA每次减小20mA，直至调为零，样品即被退磁。

（5）调节输出电压为80V，观察并记录示波器显示的饱和磁滞回线波形。

如何使用磁滞回线示波器测量磁滞回线磁滞回线是描述磁性材料在不同磁场作用下的磁化特性的图形。

磁滞回线示波器是一种用于观察和测量磁滞回线的仪器。

本文将介绍如何正确使用磁滞回线示波器来测量磁滞回线，以及如何分析这些数据并得出有关材料磁性的结论。

首先，准备工作非常重要。

首先，您需要选择适合测量的磁性材料样品。

常用的磁性材料包括铁、镍、钴等。

然后，将样品准备成您希望测量的形状，例如铁芯或磁铁。

确保样品表面光滑，以减小测试误差。

接下来，将磁滞回线示波器连接到电源，并将探头连接到示波器输入端。

调整示波器的垂直增益和水平增益，以使观察到的波形合适，并且不会超出示波器的测量范围。

然后，将样品放置在磁场中。

可以通过将样品置于恒定磁场中或通过磁体产生的可变磁场来实现。

确保磁场的强度在所选样品的饱和磁场值范围内，并且可以逐步增加或降低。

当磁场作用于样品时，示波器将显示出磁滞回线的波形。

磁滞回线是一个由样品磁化强度与磁场强度之间的关系绘制的曲线。

您可以看到随着磁场的变化，样品的磁化强度如何随之变化。

测量磁滞回线时，您可以采用不同的方法。

一种常见的方法是逐点测量，即在磁场强度变化的每个点上测量和记录样品的磁化强度。

另一种方法是连续测量，在磁场强度变化的过程中连续地对样品进行测量，并记录所有数据。

连续测量可以提供更精确的磁滞回线数据。

测量完成后，您可以开始分析磁滞回线数据。

首先，您可以计算出样品在不同磁场强度下的饱和磁化强度和剩余磁化强度。

饱和磁化强度是在饱和磁场下，样品完全磁化时的磁化强度。

剩余磁化强度是在去除磁场后，样品保留的磁化强度。

此外，您还可以计算出样品的矫顽力和回转透磁率。

矫顽力是指去除外部磁场所需的磁场强度。

回转透磁率是指材料在磁场强度变化的过程中磁滞回线的斜率。

这些参数可以提供关于材料磁化特性的更多信息。

在分析数据时，还可以注意到一些特殊的磁滞回线形状。

例如，当材料具有铁磁性质时，磁滞回线将呈现典型的矩形形状。

用示波法测量铁磁材料的动态磁滞回线和基本磁化曲线磁性材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储的磁盘等都采用磁性材料。

磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。

通过实验不仅能掌握用示波器观察磁滞回线，以及基本磁化曲线的基本测量方法，而且能从理论和实际应用上加深对铁磁材料的认识。

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c H 的大小不同。

硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽力大（达120～20000A/m 以上），因而磁化后，其磁性可长久保持，适宜做永久磁铁。

软磁材料的磁滞回线窄，矫顽力c H 一般小于120A/m ，但其磁导率和饱和磁感应强度大，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。

磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性，是设计电磁机构和仪表的重要依据之一。

磁学量的测量一般比较困难，通常利用一定物理规律，将磁学量转换为易于测量的电学量。

这种转换测量法是物理实验中常用的基本测量方法。

一、实验目的1、认识铁磁物质的磁化规律，比较三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，并在坐标纸上作出H -μ曲线。

3、测定样品的C H 、r B 、S B 等参数4、学会用示波器测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。

二、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没放入铁磁物质时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：H B μ=对于铁磁物质而言，磁导率μ并非常数，而是随H 的变化而变化的物理量，即)(H f =μ，为非线性函数。

所以B 与H 也是非线性关系，如图（1）所示：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由小到大变化的磁化场，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。

但当H 增加到一定值（Hs ）后，B 几乎不再随着H 的增加而增加，说明磁化达到饱和，如图（1）中的OS 段曲线所示。

实验名称用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线实验目的：1.了解铁磁性材料的特性，理解磁滞回线的概念及其重要性。

实验原理：铁磁性材料在磁场的作用下会发生磁化，当磁场的方向发生改变时，材料内部的磁场也会跟着发生变化，这种对磁场变化的响应就是磁滞回线。

动态磁滞回线测量是通过在交变磁场中对材料进行磁化和去磁化，观察磁能的变化，得到材料的动态磁滞回线。

在实验中，我们需要将铁磁材料放置在电磁铁中，当电磁铁通电时，材料内部会发生磁化，此时可以用示波器观察电磁铁的电流和磁场强度的变化。

通过改变电磁铁的电流方向，可以获得材料的正、反磁化过程中的电流和磁场强度的变化，从而得到材料的动态磁滞回线。

设电流的方向为i，磁场的方向为H，磁化强度的方向为M,则有：H=i*N/L （N为匝数，L为电磁铁长度）M=(N/L)*S*μ0*B （S为铁磁材料的截面积，μ0为真空磁导率，B为磁场强度）磁滞回线的求取需要通过反演法或者差分法进行处理。

实验步骤：1.将电磁铁连接上电源并通电，调节电源电压，使电流在2A左右。

2.打开示波器电源，将示波器的探头连接到电磁铁两端，并调节示波器的时间和节数以及Y轴灵敏度。

3.调整电源的极性，使电磁铁反向磁化。

4.从示波器读取动态磁滞回线的数据，使用反演法或差分法处理数据，得到磁滞回线。

5.调整电源的极性，使电磁铁沿正向磁化，重复步骤4，得到另外一半的磁滞回线。

6.将两部分磁滞回线拼接，得到完整的磁滞回线。

实验注意事项：1.在实验前充分检查电磁铁和示波器的连接，确保安全。

2.在实验时要注意调节电源电压，避免电流过大造成的伤害。

3.在拼接磁滞回线时，要注意两部分的数据点数量和数据点之间距离的一致性。

4.实验结束后要关掉电源和示波器，并注意清理现场。

实验结果分析：通过实验可以得到铁磁材料的动态磁滞回线，由此可以了解到材料在磁场作用下的特性，以及对材料的磁学性质作出相应的改进。

此外，通过磁滞回线的测量，还可以得到一些物理量的参数，如矫顽力、剩磁、饱和磁化强度等等。

用示波器测动态磁滞回线（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）工程技术中有许多仪器设备，大的如发电机和变压器，小的如手表铁心和录音磁头等，都要用到铁磁材料。

而铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是该材料的重要特性。

本实验中用交流电对材料样品进行磁化，测得的B-H 曲线称为动态磁滞回线。

测量磁性材料动态磁滞回线方法较多，用示波器法测动态磁滞回线的方法具有直观、方便、迅速以及能够在不同磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）进行观察和测量的独特优点，所以在实验中被广泛利用。

本实验要求掌握铁磁材料磁滞回线的概念和用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法。

试验原理1．铁磁材料的磁滞性质铁磁材料除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。

当材料磁化时，磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关，而且决定于磁化的历史情况，如图2.3.2-1所示。

曲线OA 表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随H 的增加而增加，称为磁化曲线。

当H 增加到某一值H S 时，B 几乎不再增加，说明磁化已达到饱和。

材料磁化后，如使H 减小，B 将不沿原路返回，而是沿另一条曲线ACA 下降。

当H 从-H S 增加时，B 将沿A ’C ’A 曲线到达A ，形成一闭合曲线称为磁滞回线，其中H=0时，r B B ，B r称为剩余磁感应强度。

要使磁感应强度B 为零，就必须加一反向磁场-H c , H c 称为矫顽力。

各种铁磁材料有不同的磁滞回线，主要区别在于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。

由于铁磁材料的磁滞特性，磁性材料所处的某一状态必然和它的历史有关。

为了使样品的磁特性能重复出现，也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态（H=0,B=0）开始，在测量前必须进行退磁，以消除样品中的剩余磁性。

2．示波器测量磁滞回线的原理图2.3.2-2所示为示波器测动态磁滞回线的原理电路。

将样品制成闭合的环形，然后均匀地绕以磁化线圈N 1及副线圈N 2，即所谓的罗兰环。

实验名称用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线实验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名学号班级评分桌号教室基础教学楼1201实验日期 20 年月日节此实验项目教材没有相应内容，请做实验前仔细阅读本实验报告！并携带计算器，否则实验无法按时完成！一、实验目的：1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。

2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。

3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。

4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。

二、实验仪器1. 双踪示波器2. DH4516C型磁滞回线测量仪石家庄铁道大学物理实验中心第1页共10页《用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线》三、实验原理铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。

以下是关于磁滞的几个重要概念 1、饱和磁感应强度BS、饱和磁场强度HS和磁化曲线铁磁材料未被磁化时，H和B均为零。

这时若在铁磁材料上加一个小到大的磁化场，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曲线所示。

到S后，B几乎不随H的增大而增大，此时，介质的磁化达到饱和。

与S对应的HS称饱和磁场强度，相应的BS称饱和磁感应强度。

我们称曲线OS为磁性材料的磁化曲线。

BBB～HμS fed～H HH 图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H逐步退到零，B也逐渐减小，但B的减小“跟不上”H 的减小。

即：其轨迹并不沿原曲线SO，而是沿另一曲线Sb 下降。

当H下降为零时，B不为零，而是等于Br ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。

这种现象叫磁滞现象，Br叫剩磁。

若要完全消除剩磁Br ，必须加反向磁场，当B=0时磁场的值Hc为铁磁质的矫顽力。

实验23 用示波器观察铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线磁性材料应用十分广泛，从永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等材料都采用磁性材料。

基本磁化曲线和磁滞回线反映了磁性材料的主要特征。

通过实验研究这些性质不仅可以掌握用示波器观察、测量磁化曲线和磁滞回线的基本方法，而且还可以从理论和实际应用上加深对磁性材料磁特性的认识。

铁、钴、镍及其众多合金，以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁材料。

铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于剩磁B r 和矫顽力H c 的大小不同。

硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁、矫顽力大（达120~20000A/m 以上），因而磁化后，其磁感应强度可长久保留，适宜做永久磁铁。

软磁材料的磁滞回线窄，矫顽力H c 一般小于120A/m ，但磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，因而广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。

铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性，也是设计电磁机构和仪表的重要依据之一。

本实验采用动态法测量磁滞回线。

需要说明的是，用动态法测量的磁滞回线与静态磁滞回线是不同的，动态测量时除了磁滞损耗还有涡流损耗，因此动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积大一些。

另外涡流损耗还与交变磁场的频率有关，所以测量的电源频率不同，得到的B —H 曲线是不同的，这可以在实验中清楚地从示波器上观察到。

【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、学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线。

【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：H B μ=图23—1 磁化曲线和μ—H 曲线 图23—2 起始磁化曲线与磁滞回线–对于铁磁物质而言，磁导率μ并非常数，而是随H 的变化而变化的物理量，即μ＝f (H )，为非线性函数。

用示波器测动态磁滞回线（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）工程技术中有许多仪器设备，大的如发电机和变压器，小的如手表铁心和录音磁头等，都要用到铁磁材料。

而铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是该材料的重要特性。

本实验中用交流电对材料样品进行磁化，测得的B-H 曲线称为动态磁滞回线。

测量磁性材料动态磁滞回线方法较多，用示波器法测动态磁滞回线的方法具有直观、方便、迅速以及能够在不同磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）进行观察和测量的独特优点，所以在实验中被广泛利用。

本实验要求掌握铁磁材料磁滞回线的概念和用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法。

试验原理1．铁磁材料的磁滞性质铁磁材料除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。

当材料磁化时，磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关，而且决定于磁化的历史情况，如图2.3.2-1所示。

曲线OA 表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随H 的增加而增加，称为磁化曲线。

当H 增加到某一值H S 时，B 几乎不再增加，说明磁化已达到饱和。

材料磁化后，如使H 减小，B 将不沿原路返回，而是沿另一条曲线ACA 下降。

当H 从-H S 增加时，B 将沿A ’C ’A 曲线到达A ，形成一闭合曲线称为磁滞回线，其中H=0时，r B B ，B r 称为剩余磁感应强度。

要使磁感应强度B 为零，就必须加一反向磁场-H c , H c 称为矫顽力。

各种铁磁材料有不同的磁滞回线，主要区别在于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。

由于铁磁材料的磁滞特性，磁性材料所处的某一状态必然和它的历史有关。

为了使样品的磁特性能重复出现，也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态（H=0,B=0）开始，在测量前必须进行退磁，以消除样品中的剩余磁性。

2．示波器测量磁滞回线的原理图2.3.2-2所示为示波器测动态磁滞回线的原理电路。

将样品制成闭合的环形，然后均匀地绕以磁化线圈N 1及副线圈N 2，即所谓的罗兰环。

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________【实验名称】静态法测量软磁材料的磁滞回线和示波器观测动态磁滞回线【目的要求】i)了解电子积分器的工作原理和使用方法;ii)用静态磁参数测试仪测量软磁材料的磁化曲线和静态磁滞回线.iii)用示波器观测软磁材料的磁滞回线iv)学习标定磁场强度、磁感应强度，测定样品的参数(B S, B r, H c)【仪器用具】JCC‐Ⅱ型静态磁参数测试仪, 磁参量实验测试板, 测试连接线, 低压电源，变压器，示波器，电阻(2Ω)，电感(0.05H),等等等等【实验原理】i)铁磁材料的磁化规律系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________如图所示, 曲线OA 为起始磁化曲线. 开始时, H 和B 均为0, 随着H 的增加, B 开始增加较为缓慢, 然后经过一段急剧增加的过程后又缓慢下来. 再继续增大H 时, B 几乎不变, 即达到磁饱和. 我们把闭合曲线Arc’A’r’A 叫做磁滞回线, B S 叫做饱和磁感应强度, B r 叫做剩余磁感应强度, rc’和r’c 称为退磁曲线, H c 称为矫顽力.为了让材料达到稳定状态，本实验选择在饱和电流I s 条件下， 重复按测试仪上的 “换向” 键, 使材料在达到稳定磁化. 只有经过“磁锻炼”后的磁滞回线才能代表该材料的磁滞性质. ii)测量原理和方法(1)计算磁化场的磁场强度H112()IH R R πΝ=+ (0.1)其中N 1为励磁线圈匝数, R 1, R 2为环的内外半径, I 为励磁电流. (2)通过探测线圈的磁通量Φ与该处的磁感应强度B 的关系为:2N BS Φ= (0.2)励磁电流反向引起的磁通量变化为:222N BS ∆Φ=Φ= (0.3)探测线圈两端的感生电动势为:i d e dtΦ=−(0.4) 即:i e dt ∆Φ=−∫ (0.5)本实验利用运算放大器实现积分运算, 其输出电压U 0与输入电压e i 的关系为:01i U e dt RC ≈−∫(0.6) 所以有:022RCB U N S=(0.7) 通过测量积分电压U 0, 可以计算出磁感应强度B, 各个数值在仪器上有标定：系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________N 1 (匝) N 2 (匝) S (mm 2) R 1 (mm) R 2 (mm) RC (s) 560±20400±1026±122250.102iii)示波器观察的原理：示波器两个通道分别接在标准电阻和积分电容上，这样他们的读数分别正比于H 和B. 关系为：H=N1l i1=N1Uch1 lR0=k1Uch1B=R2CN2SUCh2=k2Uch2 R 2C 不好算，我们用标准电感来测量，测量标准电感时候的图线斜率k ，那么我们有：R2C=MkR0k1=N1lR0,k2=M kR0N2S 【实验内容】i)测软磁材料的起始磁化曲线先消磁, 然后将励磁电流由小到大逐渐改变, 直到电流基本达到饱和, 测量电流相对应的积分电压U 0, 根据公式(0.1)和(0.7)求出相应的H 和B. ii)测量软磁材料的静态磁滞回线 (1)测饱和磁感应强度Bs饱和时进行磁锻炼, 积分清零, 电流换向, 测得积分电压U s , 于是有:22S S RCB U N S=(0.8) 此后保持测试仪的电流输出的大小. (2)测剩余磁感应强度B r数字表清零, 撤去励磁电流. 数字表上给出的积分电压记录为U r , 与之对应的磁感应强度的变化ΔB r 为:系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________实验日期 _________________________ 教师评定 ______________2r r RCB U N S∆=(0.9) 因此, 剩余磁感应强度B r 为:r S r B B B =−∆ (0.10)(3)测磁滞回线上第I, Ⅱ, Ⅲ象限的点(a)接通测试板上的分流支路, 调节电位器, 使通过线圈的电流由I S 减小到需要的I 1. (b)断开分流支路, 再饱和电压下对材料磁锻炼.(c)再次接通分流支路, 将数字表清零, 然后断开开关S 2撤去线圈上的电流, 此时数字表上给出的积分电压记录为U 1. U 1对应的是磁感应强度从B 1到B r 的改变, 即:1112r RCB B B N S ∆=−= (0.11) 因而有:11r B B B =+∆ (0.12)(d)数字表清零. 再将开关S 2打向另一方, 即使线圈上的电流方向反向, 数字表上给出的积分电压记录为U 1ʹ , U 1ʹ 对应的是磁感应强度从B r 到B 1ʹ 的改变, 即有:1112r RC B B B U N S ′′′∆=−= (0.13) 因而有:11r B B B ′′=−∆ (0.14)(e)重复上述步骤.iii)测量动态图线：示波器调节到X ‐Y 模式，DC 耦合；连接线路之后，打开电源，然后把稳压电源的输出提高，直到在示波器上看到了图形，这个图形就是所谓动态磁化曲线，记录下曲线同示波器网格的所有交点；然后断开电源，把待测样品取下，换上标准电感，然后打开电源，测量得到的直线的斜率。

示波器观测动态磁滞回线一、用示波器观测动态磁滞回线简介：1. 实验原理。

参照《新编基础物理实验》实验四十三《磁滞回线的测量》的实验原理。

2. 测量电路。

3. 相关公式1R 11N H R u =l 2C 2R C B N Su = l ，铁磁样品的磁路长度；S ，铁磁样品磁路的横截面积；N 1，N 2，初级、次级绕组匝数。

对样品1（铁氧体）：l = 0.130m ，S = 1.24×10-4 m 2 ，N 1 = N 2 = N 3 = 150匝。

对样品2（硅钢片）：l = 0.075m ，S = 1.20×10-4 m 2 ，N 1 = N 2 = N 3 = 150匝。

4. 名词术语：1） 磁中性状态：磁化场H 为零时磁感应强度B 也为零的状态，称为磁中性状态。

对铁磁样品加一个振幅足够大的交变磁场，并逐渐将振幅减小到零，铁磁样品即可被磁中性化。

2） 磁滞回线：磁化场H 循环变化时（-H 0H + ）B 的变化轨迹称为磁滞回线。

它是相对于原点对称的闭合曲线。

（样品测量前需要先磁中性化）3） 饱和磁滞回线：磁化场H 在循环变化过程中可以达到足够大，使铁磁材料的磁化强度0BM H μ=−随H 的增大不再增大，由这样的循环变化磁化场得到的磁滞回线称为饱和磁滞回线。

饱和磁滞回线上磁感应强度最大的值称为饱和磁感强度，用B S 表示。

饱和磁滞回线上B=0所对应的磁化场称为矫顽力，用H C 表示。

饱和磁滞回线上H=0所对应的磁感应强度称为剩余磁感应强度，用B r 表示。

4） 基本磁化曲线：将振幅不同的循环变化磁化场下所得到的磁滞回线的顶点连接起来的曲线。

（样品测量前需要先磁中性化）5） 起始磁导率i μ：磁导率μ定义为0B Hμμ=，通常铁磁材料的μ是温度T 、磁化场H 、频率f 的函数。

在很低的磁化场下，磁化是可逆的，H 和B 之间呈线性关系，没有滞后现象，在此区域中，磁导率为常数，该磁导率称为起始磁导率，即i H 00B lim H μμ→=。

实验11 用示波器法观测磁滞回线【实验目的】学习使用示波器来观测铁氧体的磁滞回线，并从回线上定量的求出材料的几个主要磁参数H C （矫顽力）、Bm （饱和磁感应强度）、P （损耗）的数值。

【实验原理】磁性材料在交流磁场下的特性比起直流特性要复杂得多。

这是由于涡流和磁滞造成的。

在交流情况下的特点是用种种方法测得的磁性参数都不再象直流情况下那样仅仅取决于被测材料本身的磁性，而与材料的厚度、试样的尺寸以及测量时磁化电源频率等因素有关。

交流磁滞回线的测量是交流测量工作中的重要课题之一，它之所以需要，是因为交流回线最能反映在交变磁场作用下样品内部的磁状态的变化历程。

在交变磁场作用下的B －H 关系。

我们通称之为交流磁滞回线，下面我们介绍用普通示波器观测磁滞回线的原理。

示波器为我们提供了显示交流回线的最方便的条件，对示波器的水平和垂直偏向极分别输入与磁场H 和磁感B 成正比的电压，就可以在它的荧光屏上得到交流回线，如图1所示。

图1 交流回线的显示 【实验方法】从理论上讲，将V x 、V y 分别加到示波器的水平及垂直偏向极上即可得到B －H 曲线。

但由于除磁滞和涡流等因素造成的样品内部B 要对H 之间的滞后关系外，还存在讯号传输过程中产生不同的相移。

从而造成输出电压的相位移，那么在示波器上显示出的回线将不一定准确反映样品中的B 随H 的变化关系。

为了清除磁滞回线的失真，以得到真正无畸变的磁滞回线，我们在积分放大器的输出端引入一相移电路。

对于荧光屏上显示出的回线，我们还需要定量地进行测量，即要求得B m 、B r 、H m 、H c 和P 值的数值为此我们必须对回线进行定标。

定标的方法很多，我们实验中采用直接测量法。

将真空管毫伏表（或平均值电压表）按在样品次级线圈上测出感应电压的平均值V ev ，然后根据下式8282104104⨯=⨯=S fN V S fN V B r ev m （高斯）其中：f 为磁化电流的频率；N 2为次线圈的函数；S 为样品截面；V r 为mV 表读得的电压有效值。

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线(动态磁滞回线实验)磁性材料在科研和工业中有着广泛的应用，种类也相当繁多，因此各种材料的磁特性测量，是电磁学实验中一个重要内容。

磁特性测量分为直流磁特性测量和交流磁特性测量。

本实验用交流正弦电流对磁性材料进行磁化，测得的磁感应强度与磁场强度关系曲线称为动态磁滞回线，或者称为交流磁滞回线，它与直流磁滞回线是有区别的。

可以证明：磁滞回线所包围的面积等于使单位体积磁性材料反复磁化一周时所需的功，并且因功转化为热而表现为损耗。

测量动态磁滞回线时，材料中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗，因此，同一材料的动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积稍大些。

本实验重点学习用示波器显示和测量磁性材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的方法，了解软磁材料和硬磁材料交流磁滞回线的区别。

一．实验目的1.了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导率的理解。

2.用示波器测量软磁材料（软磁铁氧体）的磁滞回线和基本磁化曲线，求该材料的饱和磁感应强度m B 、剩磁r B 和矫顽力c H 。

3.学习示波器的X 轴和Y 轴用于测量交流电压时，各自分度值的校准。

4.用示波器显示硬铁磁材料（模具钢12Cr ）的交流磁滞回线，并与软磁材料进行比较。

二.实验原理（一）铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁性的原因。

一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。

如左图所示，当铁磁物质中不存在磁化场时，H 和B 均为零，在H B -图中则相当于坐标原点O 。

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 不再增加或增加的十分缓慢，这说明该物质的磁化已达到饱和状态。

m H 和m B 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 逐步退到零，则与此同时B 也逐渐减小。

图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】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回线，反映该材料的重要特性。

软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。

磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。

矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。

【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。

本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。

【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H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参数。

3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。

【实验仪器】电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。

【实验原理】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 。