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一、实验题目：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线二、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动态磁化特性。

2 测定样品的基本磁化曲线，作μ-H曲线。

3 计算样品的H c、B r、B m和（H m·B m）等参数。

4 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。

三、实验原理：1 铁磁材料的磁滞现象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0表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B=H=0，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0a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 m时，B到达饱和值，0abs称为起始磁化曲线，图1表明，当磁场从H m逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新曲线SR下降，比较线段0S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=0时，B不为零，而保留剩磁Br。

2C磁场，H C 称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态能力，线段RD 称为退磁曲线。

图1还表明，当磁场按H m →0→H C →-H m →0→H C →H m 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，这条闭合曲线称为磁滞回线，所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。

在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗。

可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。

实验报告：铁磁资料的磁滞回线和基本磁化曲线一、实验题目：铁磁资料的磁滞回线和基本磁化曲线二、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动向磁化特征。

2 测定样品的基本磁化曲线，作μ-H 曲线。

3计算样品的 H c、 B r、 B m和（ H m· B m）等参数。

4测绘样品的磁滞回线，估量其磁滞消耗。

三、实验原理：1铁磁资料的磁滞现象铁磁物质是一种性能特异，用途宽泛的资料。

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。

其特色是在外磁场作用下能被激烈磁化，故磁导率μ很高。

另一特色是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保存磁化状态，图1为铁磁物质磁感觉强度 B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。

图中的原点0 表示磁化以前铁磁物质处于磁中性状态，即B=H=0，当磁场H从零开始增加时，磁感觉强度 B 随之迟缓上涨，如线段0a 所示，继之 B 随 H快速增加，如ab 所示，其后 B 的增加又趋迟缓，并当H 增至 H m时， B 抵达饱和值，0abs 称为开端磁化曲线，图 1 表明，当磁场从H m渐渐减小至零，磁感觉强度 B 其实不沿开端磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新曲线SR降落，比较线段0S 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，磁滞的显然特色是当H=0时， B 不为零，而保存剩磁Br 。

BH图 1 铁磁资料的开端磁化曲线和磁滞回线图2同一铁磁资料的一簇磁滞回线当磁场反向从0 渐渐变至 -H C时，磁感觉强度 B 消逝，说明要除去剩磁，一定施加反向磁场， H C称为矫顽力，它的大小反应铁磁资料保持剩磁状态能力，线段RD称为退磁曲线。

图 1 还表示，当磁场按 H m→ 0→ H C→ -H m→ 0→ H C→ H m序次变化，相应的磁感觉强度 B 则沿闭合曲线SRDS′ R′ D′ S 变化，这条闭合曲线称为磁滞回线，因此，当铁磁资料处于交变磁场中时（如变压器中的死心），将沿磁滞回线频频被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线在各类磁介质中，应用最广泛的是铁磁物质。

在20世纪初期，铁磁材料主要用在电机制造业和通讯器件中，如发电机、变压器和电表磁头，而自20世纪50年代以来，随着电子计算机和信息科学的发展，应用铁磁材料进行信息的存储和纪录，例如现以成为家喻户晓的磁带、磁盘，不仅可存储数字信息，也可以存储随时间变化的信息；不仅可用作计算机的存储器，而且可用于录音和录像，已发展成为引人注目的系列新技术，预计新的应用还将不断得到发展。

因此，对铁磁材料性能的研究，无论在理论上或实用上都有很重要的意义。

磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征。

本实验仪用交流电对铁磁材料样品进行磁化，测绘的B-H曲线称为动态磁滞回线。

测量铁磁材料动态磁滞回线的方法很多，用示波器测绘动态磁滞回线具有直观、方便、迅速及能在不同磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）进行观察和测绘的独特优点。

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．掌握铁磁材料磁滞回线的概念。

3．掌握测绘动态磁滞回线的原理和方法。

4．测定样品的基本磁化曲线，作μ－H曲线。

5．测定样品的H C、B r、H m和B m等参数。

6．测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。

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）均属铁磁物质。

其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ=B/H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。

将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化，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所示，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。

物理实验报告铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线一、实验原理铁磁材料在磁场的作用下会发生磁化现象，而磁化程度随着磁场强度的变化而发生变化。

在一定的磁场范围内，铁磁材料的磁化程度与磁场的强度之间存在着一种函数关系，成为基本磁化曲线。

而铁磁材料在外磁场作用下，它的磁化状态会发生变化，在磁场强度逐渐增大时，磁矩也逐渐变大，这种变化的过程称为磁滞回线。

本实验旨在通过使用霍尔效应仪器和实验方法，实现对铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测定，探讨磁滞回线和基本磁化曲线之间的关系，并对实验结果进行分析和讨论。

二、实验装置实验仪器主要包括霍尔效应电路、锁相放大器、磁力计、线圈等实验器材。

三、实验步骤1、首先将磁力计放置在霍尔效应电路的输出端，然后将电路连接好。

2、在运行实验之前，需要先将霍尔效应电路进行调零操作，以保证实验的精度。

3、在调零之后，需要将待测物品即铁磁材料放置在磁力计的测量端。

4、接下来，可以利用锁相放大器对磁力计的输出信号进行检测，并进行相应的数据采集和处理。

5、在不同磁场强度下，可以对待测物品的磁化状态进行测量和记录，并记录相应的数据。

6、最终，可以将所得数据绘制成磁滞回线和基本磁化曲线图形，并对实验结果进行分析和讨论。

四、实验结果通过对铁磁材料的实验测量和数据处理，可以得到所得到的磁滞回线和基本磁化曲线图形如下：[图1] 铁磁材料的磁滞回线根据实验结果可知，铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线之间存在着一定的关系，当外磁场逐渐增大时，铁磁材料的磁矩也逐渐增大，并随着磁场的逐渐增大而逐渐达到饱和状态。

当外磁场逐渐减小时，铁磁材料的磁矩也逐渐减小，并在磁场降低到一定程度时达到磁剩余状态。

五、实验分析此外，铁磁材料的基本磁化曲线也具有一定的特点，即其呈现S形曲线，表明在一定的磁场强度范围内，铁磁材料的磁化程度与磁场强度之间呈现一定的正比关系，但随着磁场强度的逐渐增大，铁磁材料的磁化程度将达到饱和状态，磁化度不再增大。

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。

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：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的等参量。

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增至时，B到达饱和值，OabS称为起始磁化曲线。

图1表明，当磁场从逐渐减小至零，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。

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，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→O→→-→O→´→次序变化，相应的磁感应强度B则沿闭合曲线变化，这闭合曲线称为磁滞回线。

所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁芯），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。

在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线在各类磁介质中，应用最广泛的是铁磁物质。

在20世纪初期，铁磁材料主要用在电机制造业和通讯器件中，如发电机、变压器和电表磁头，而自20世纪50年代以来，随着电子计算机和信息科学的发展，应用铁磁材料进行信息的存储和纪录，例如现以成为家喻户晓的磁带、磁盘，不仅可存储数字信息，也可以存储随时间变化的信息；不仅可用作计算机的存储器，而且可用于录音和录像，已发展成为引人注目的系列新技术，预计新的应用还将不断得到发展。

因此，对铁磁材料性能的研究，无论在理论上或实用上都有很重要的意义。

磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征。

本实验仪用交流电对铁磁材料样品进行磁化，测绘的B-H曲线称为动态磁滞回线。

测量铁磁材料动态磁滞回线的方法很多，用示波器测绘动态磁滞回线具有直观、方便、迅速及能在不同磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）进行观察和测绘的独特优点。

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．掌握铁磁材料磁滞回线的概念。

3．掌握测绘动态磁滞回线的原理和方法。

4．测定样品的基本磁化曲线，作μ－H曲线。

5．测定样品的H C、B r、H m和B m等参数。

6．测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。

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）均属铁磁物质。

其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ=B/H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。

将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化，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所示，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。

铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线_实验报告摘要：本实验旨在从实验结果中观察到铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线的特性。

根据实验观察，铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线有一定的特性：当磁感应强度B在某一特定值Ming之后，磁滞回线开始放大；在磁滞回线和磁化曲线处，在较低的磁感应强度B下，磁通密度H值是较为均匀的，当磁感应强度B增大时，磁通密度H增大。

从实验结果看，随着磁感应强度的改变，磁通密度也随之变化。

关键词：铁磁材料；磁滞回线；磁化曲线1、实验目的本实验旨在探究铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线，主要探究磁化曲线和磁滞回线特性，揭示铁磁材料磁性特性和应用基础。

2、实验原理铁磁性材料在一定范围内，随着外加磁场的强弱，由于内在磁介质的存在，响应磁场的强弱而产生的磁效应，可用磁化曲线来描述，磁化曲线横坐标为外加磁场B，纵坐标为磁通密度H，绘制磁化曲线时，可得到磁滞回线区和磁化曲线区，按假设，若满足磁滞回线的条件，虚部磁化曲线低于实部磁化曲线，磁通密度H随外加磁场B的增强而减弱。

3、实验材料（1）各类铁磁材料；（2）阳极小电流表；（3）变压器；（4）钳形线圈；（5）可调晶闸管及其他电路控制元件；（6）电子计算表等。

4、实验流程（1）实验电路图设计：根据实验要求，绘制实验电路图，电路中包括可调晶闸管、比较示波器和磁电路。

（2）测量磁滞回线：将晶闸管设置为半导体导通阶段，阳极小电流表与变压器连接，在钳形线圈中绕入样品，并加入磁电路及相关电路控制元件，应用变压设备，根据电路控制调节磁感应强度，测量磁滞回线的特性，进而得到磁滞回线参数。

（3）测量磁化曲线：将可调晶闸管设置为完全打开或全关闭，将变压器的输出电压稳定，调节比较示波器的控制参数，进而得到磁化曲线数据，从而得到铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线参数。

5、实验结果分析通过上述实验，本实验求出了铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线参数。

实验研究发现，当磁感应强度B增大时，磁通密度H增大，且随着磁感应强度的改变，磁通密度也随之变化。

实验名称：软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类•软磁材料的矫顽力H e 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 •磁化曲线和磁滞回线是 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 .磁滞损耗P 等 参数均可以从磁滞回线和磁化曲线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重 要依据.逆的，当磁场由饱和时的H m 减小至0, B 并非 沿原来的磁化曲线返回，而是滞后于H 的变化. 当H=0时，B=B r ,称为剩余磁感应强度.要想使 B 为0,就必须施加一反向磁场-H c .H c 称为矫顽 力.继续加大反向磁场至-H m ，曲线到达a'，磁 感应强度变为-B s .磁场再由-H m 变至H m,曲线又 回到a ，形成一条闭合曲线，叫磁滞回线.3. 如果初始磁化磁场由0开始增加至一小 于H m 的值H i ，然后磁场在-H i 与H i 之间变化，也可以得到一条磁滞回线.但这条曲线不是饱和的.逐渐增加磁场至 出，H 3，H 4，…(H 2VH 3VH 4…)，可以得到一系列磁滞回线.将这些磁 滞回线的顶点连起来，就得到基本磁化曲线，如图2所示.2.磁化过程中材料内部发生的过程是不可H【实验目的】 1 •了解有关铁磁性材料性质的知识；2•了解用示波器动态测量软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的原理; 3.学习并体会物理实验方法中的转换测量法；4•掌握用示波器动态测量软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的方法【实验原理】软磁材料的样品可做成闭合回路状（如图所示），在样品上绕N i 匝初级线圈和 N 匝次级线圈，初级线圈里通过电流i i ,在样品中产生磁场，其磁场强度为N 1i 1 N 1 U xlR i l式中I 是初级线圈所绕样品的平均长度， R i 是与初级线圈串联的电阻，U x 是R i 两 端的电压.采用动态测量法，初级线圈里需通过 交流电（由隔离变压器提供）(1)【实验器材】（1） GY-4隔离变压器;⑵CZ-2磁滞回线装置;⑶COS5020示波器.样品被磁化后产生变化的磁通量，进而在次级线圈中产生感应电动势:可得:(2)U y 是电容器两端的电压•由此可见U x 正比于H , U y 正比于B ,将两信号分分别输入到双通道示波器的 X 端和y 端，选择x-y 方式，就可以在示波器上得到间接的磁滞回线.定量测量时，记录每一步磁滞回线的定点坐标，由电压参数得到相应的电压值，再 根据(1)、(2)计算对应的B 、H 值，从而可做出基本磁化曲线.在饱和磁滞回线上记录H e 、 B s 、B r 的坐标，可算出相应的实验值•【实验内容及步骤】 实验内容：1 •在坐标纸上做出基本磁化曲线和饱和磁滞回线 . 2.给出H e 、B s 、B r 的实验结果. 步骤： 1.正确连接线路，调节示波器，观察磁滞回线的形状•2. 将隔离变压器电压调至 80V 左右，调整磁滞回线至理想的大小和形状，确定实验所 需的两通道电压参数.3.将电压缓慢调至零，实现对样品的退磁，并在示波器上调整坐标原点.4. 将磁场由0(电压为0)开始，逐步(电压每10V 变化一步)增加至B 达到饱和，记下每 一步磁滞回线定点的坐标.dt dtN 2SdB"d TS 是样品的截面积.次级线圈的电压正比于磁感强度 B 随时间的变化率，必须积分后才能得到B.积分可由RC 电路来完成，电路中满足条件R 21 2 二，忽略次级线圈的内阻后,5.在饱和磁滞回线上记录H e、B s、B r的坐标，测量时应在＞0、＜0两点进行测量，取平均值.【数据记录】表1软磁材料基本磁化曲线绘制的测量数据两通道电压参数：X _____________ Y ____________s r注意事项：1 •测量前检查示波器两通道的垂直微调旋钮是否在校准位置2•确定软磁材料饱和时对应隔离变压器的电压，饱和时示波器上类磁滞回线的尖端连接处的两条曲线变得重合•思考题：1 •如果测量前没有将材料退磁，会出现什么情况？2•用磁路不闭合的样品进行测量会导致什么结果？3•测量时磁场H是正弦变化的，磁感强度B是否按正弦规律变化？反之，若磁感强度B是正弦变化的，磁场H是否也按正弦规律变化？附录：磁滞回线装置参数N i= 2000匝2=121 匝R i=12「R2 =16k' 1L =0.132m S =0.208 10“m2 C = ( 1 0一0. 05)。