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图1磁性材料的磁化曲线与磁滞回线
磁滞损耗的估算
磁性材料经历周期性的一次磁滞回线磁化循环,需要消耗能量
这种损耗称为磁滞损耗。
而样品的磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正
中拟合得到的磁滞回线的面积可以通过对得到的拟合函数
积分来精确计算。
这里,我们采用Matlab计算封闭曲线面积的
命令来估算,具体代码如下:
By=[xx1,xx2];
Hx=[f1,f2];%确定磁滞回线的图形范围(下转第
主要从事普通物理与大学物理实验的教学工作。
Science&Technology Vision科技视。
Matlab。
措施建议和附件等。
实验二十三 示波器法测定铁磁材料的磁化曲线和磁滞曲线【目的】1.了解用示波器法显示磁滞回线的基本原理2.学会用示波器法测绘磁化曲线和磁滞回线【原理】1.铁磁材料（如铁、镍、钴和其他铁磁材料）除了具有高的磁导率外，另一个重要的特点就是磁滞。
磁滞现象是材料磁化时，材料内部磁感应强度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。
图4-48表示铁磁质的这种性质，设铁磁质在开始时没有磁化，如磁场强度H 逐渐增加，B 将沿oa 增加，曲线oa叫做起始磁化曲线，当H 增加到某一值时，B几乎不变。
若将磁场强度H 减小，则B 并不沿原来的磁化曲线减小，而是沿图中ab 曲线下降，即使H 降到零（图中b 点），B 的值仍接近于饱和值，与b 点对应的B 值，称为剩余磁感应强度B ｒ（剩磁）。
当加反向磁场H 时，B 随着减小，当反向磁场H 达到某一值（如图中c 点）时，B=0，与oc 相当的磁场强度H ｃ称为矫顽磁力。
当反向磁场继续增加时，铁磁质中产生反向磁感应强度，并很快达到饱和。
逐渐减小反向磁场强度，减到零，再加正向磁场强度时，则磁感应强度沿defa 变化，形成一闭合曲线abcdefa ，称该闭合曲线为磁滞回线。
由于有磁滞现象，能够有若干个B 值与同一个H 值对应，即B 是H 的多值函数，它不仅与H 有关，而且与这铁磁质磁化程度有关。
例如：与H=0相应的B 有以下3个值。
⑴B ＝0的o 点，这与原来没有磁化相对应。
⑵B ＝B ｒ，这是在铁磁质已磁化后发生的。
⑶B ＝－B ｒ，这是在反向磁化后发生的。
必须指出，当铁磁材料从未被磁化开始，在最初的几个反复磁化的循环内，每一个循环H 和B 不一定沿相同的路径进行（曲线并非闭和曲线）。
只有经过十几次反复磁化（称为“磁锻炼”）以后，才能获得一个差不多稳定的磁滞回线。
它代表该材料的磁滞性质。
所以样品只有“磁锻炼”后，才能进行测绘。
不同铁磁材料，其磁滞回线有“胖”、“瘦”之分，通常根据磁滞回线的不同形状将磁铁分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料等几种。
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。
〖数据记录与处理〗绘出样品的磁滞回线，基本磁化曲线，及Hμ曲线，并从相应的-曲线上读取饱和磁感应强度B，饱和磁场强度m H，剩磁r B和矫顽力mH等相关物理量。
c表1初始磁化曲线相关数据记录处理表I/mA B/mT H/1-Am0.00020.0 4.1140.650640.08.6278.626560.014.5407.240580.020.6534.5172100.027.8654.4382150.051.6915.4563200.080.31143.708250.0110.51361.93300.0140.41582.157350.0168.71813.084400.0195.22056.047450.0218.42321.077500.0238.42607.506550.0254.92917.339600.0270.13235.865根据式（4） NI B H =+g 0l 1l μ 又 mm 0.2l 238.0mm l g ==N=2000匝m /10470H -⨯=πμ及表1可计算出H ，然后填入上表1中。
初始磁化曲线如下图所示。
表2磁滞回线相关数据记录处理表I/mA B/mT H/Am -1 600.0 273.4 3213.798 550.0 269 2823.053 500.0 264 2436.319 450.0 258 2056.273 400.0 251 1682.914 350.0 242.1 1322.26 300.0 229.2 988.3538 250.0 214.9 663.8095 200.0194.2382.0618150.0168.5133.7489 100.0138.6-86.4786 80.0125-163.603 60.0112.1-245.408 40.098.3-321.195 20.084.6-397.651 0.070.7-472.769 -20.056.4-545.213 -40.042.2-618.325 -60.028.5-694.78 -80.014.3-767.893 -100.00-840.336 -150.0-35.3-1024.45 -200.0-70.2-1211.25 -250.0-104.1-1404.73 -300.0-137.3-1602.89 -350.0-168.4-1815.09 -400.0-196.8-2045.35 -450.0-221.4-2301.02 -500.0-242-2583.43 -550.0-258.6-2892.6 -600.0-271.6-3225.83-550.0-267-2836.43 -500.0-262-2449.69 -450.0-256.6-2065.63 -400.0-249.8-1690.94 -350.0-240.7-1331.62 -300.0-229.4-987.016 -250.0-214.4-667.153 -200.0-194.4-380.724 -150.0-169.5-127.062 -100.0-139.592.49685 -80.0-126.8175.6395 -60.0-113.9257.4447 -40.0-86.3240.9515 -20.0-76.4342.8176 0.0-72.5484.8057 20.0-36.7413.4792 40.0-32.9556.1359 60.0-28.2692.7744 80.0-15.1773.2422 100.0-1.7851.704 100.60845.3782 150.033.11039.165200.0 67.3 1230.639 250.0 101.6 1421.444 300.0 134.1 1624.285 350.0 1651837.826 400.0 193.7 2066.078 450.0 217.3 2328.433 500.0 237.5 2613.524 550.0 253.6 2926.032 600.0266.83257.932根据式（4） NI B H =+g 0l 1l μ 又 mm 0.2l 238.0mm l g ==N=2000匝m /10470H -⨯=πμ及表2可计算出H ，然后填入上表2中。
电磁学综合设计性实验报告实验名称：铁磁材料磁滞回线的研究班级：姓名: 学号：同组同学：实验地点：宁夏大学基础物理实验中心实验时间：2014-6-8 指导教师：实验成绩：目录摘要 (2)关键字 (2)实验目的 (2)实验仪器 (2)实验原理 (2)实验内容与步骤 (5)数据记录及处理 (6)误差分析 (9)实验结论 (9)心得体会 (10)参考文献 (10)铁磁材料磁滞回线的研究摘要：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。
关键词：铁磁材料；磁滞回线；基本磁化曲线一，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H D、B r、B S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。
二，实验仪器DH4516型磁滞回线实验仪，数字万用表，示波器。
三，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 。
第一章1.18对于图14.1，如果铁心用DR510-50硅钢片叠成，截面积241025.12m A -⨯=，铁心的平均长度m l 4.0=，空气隙m 3105.0-⨯=δ绕组的匝数为600匝，试求产生磁通Wb 4109.10-⨯=Φ时所需的励磁磁动势和励磁电流。
磁密4410.91012.25100.89()AB T --⨯Φ⨯=== 查磁化曲线 299()Fe A H m=气隙磁场强度：m 1008.7m 10489.057A A BH ⨯=⨯==-πμδ 磁动势:Fe F H l H δδ=+=532990.47.08599100.510-⨯+⨯⨯⨯=473.9(A)∵F=NI ∴I=F ／N=473.9／600=0.79(A)1.21 图1-4中直流磁路由DR510-50硅钢片叠成，磁路各截面的净面积相等，为23105.2m A -⨯=，磁路平均长m l 5.01=，m l2.02=，m l 5.03=（包括气隙δ），m 2102.0-⨯=δ。
己知空气隙中的磁通量Wb 3106.4-⨯=Φ，又A I N 1030022=，求另外两支路中的1Φ、2Φ及11I N 。
解 假设各支路磁通的参考方向如图。
已知b 106.43-3W ⨯==φφ，忽略气隙磁场的边缘效应，3l 支路的磁通密度与气隙中的磁通密度相等，即T T A B B 84.1105.2106.43-3-83=⨯⨯===φ气隙磁场强度 m 104642.1m 10484.167-0A A B H ⨯=⨯==πμδδ 由T B 84.13=，查教材中的DR510-50硅钢片磁化曲线，得3l 支路铁芯磁场强度为m 146003A H = 根据磁路的基尔霍夫第二定律，对32l l 和构成的回路有δδ3332222-l l H H H I N ++=）（ 由上式可解得 m 5042A H =由m 5042A H =，套DR510-50硅钢片磁化曲线，由线性插值法得到T B 108.12=2l 支路的磁通密度b 1077.2b 105.2108.13-3-22W W A B ⨯=⨯⨯==Φ 根据磁路的基尔霍夫第一定律根据磁路的基尔霍夫第一定律，1l 支路的磁通密度为()3-3-2311077.2-106.4-⨯⨯=ΦΦ=ΦWb=1.833-10⨯Wb1l 支路的磁通密度3-3-11105.21083.1⨯⨯=Φ=A B T=0.732T 由1B =0.732T ，查DR510-50硅钢片磁化曲线，得1l 支路铁芯磁场强度 m 8.2201A H = 根据磁路的基尔霍夫第二定律，对21l l 和构成的回路有22112211l -l H H I N I H =- 解得 11I N =10310A第二章2．44 试计算下列绕组的节距1y ，2y ，y 和K y ，绘制绕组展开图，安放主极及电刷，求并联支路对数。
第一章1.18对于图14.1，如果铁心用DR510-50硅钢片叠成，截面积241025.12m A -⨯=，铁心的平均长度m l 4.0=，空气隙m 3105.0-⨯=δ绕组的匝数为600匝，试求产生磁通Wb 4109.10-⨯=Φ时所需的励磁磁动势和励磁电流。
磁密4410.91012.25100.89()AB T --⨯Φ⨯=== 查磁化曲线 299()Fe A H m=气隙磁场强度：m 1008.7m 10489.057A A BH ⨯=⨯==-πμδ 磁动势:Fe F H l H δδ=+=532990.47.08599100.510-⨯+⨯⨯⨯=473.9(A)∵F=NI ∴I=F ／N=473.9／600=0.79(A)1.21 图1-4中直流磁路由DR510-50硅钢片叠成，磁路各截面的净面积相等，为23105.2m A -⨯=，磁路平均长m l 5.01=，m l2.02=，m l 5.03=（包括气隙δ），m 2102.0-⨯=δ。
己知空气隙中的磁通量Wb 3106.4-⨯=Φ，又A I N 1030022=，求另外两支路中的1Φ、2Φ及11I N 。
解 假设各支路磁通的参考方向如图。
已知b 106.43-3W ⨯==φφ，忽略气隙磁场的边缘效应，3l 支路的磁通密度与气隙中的磁通密度相等，即T T A B B 84.1105.2106.43-3-83=⨯⨯===φ气隙磁场强度 m 104642.1m 10484.167-0A A B H ⨯=⨯==πμδδ 由T B 84.13=，查教材中的DR510-50硅钢片磁化曲线，得3l 支路铁芯磁场强度为m 146003A H = 根据磁路的基尔霍夫第二定律，对32l l 和构成的回路有δδ3332222-l l H H H I N ++=）（ 由上式可解得 m 5042A H =由m 5042A H =，套DR510-50硅钢片磁化曲线，由线性插值法得到T B 108.12=2l 支路的磁通密度b 1077.2b 105.2108.13-3-22W W A B ⨯=⨯⨯==Φ 根据磁路的基尔霍夫第一定律根据磁路的基尔霍夫第一定律，1l 支路的磁通密度为()3-3-2311077.2-106.4-⨯⨯=ΦΦ=ΦWb=1.833-10⨯Wb1l 支路的磁通密度3-3-11105.21083.1⨯⨯=Φ=A B T=0.732T 由1B =0.732T ，查DR510-50硅钢片磁化曲线，得1l 支路铁芯磁场强度 m 8.2201A H = 根据磁路的基尔霍夫第二定律，对21l l 和构成的回路有22112211l -l H H I N I H =- 解得 11I N =10310A第二章2．44 试计算下列绕组的节距1y ，2y ，y 和K y ，绘制绕组展开图，安放主极及电刷，求并联支路对数。
实验26 铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量铁磁性材料分为硬磁材料和软磁材料。
软磁材料的矫顽力小于100A/m ，常用于电机、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。
铁磁材料的磁化过程和退磁过程中磁感应强度和磁场强度是非线性变化的，磁滞回线和基本磁化曲线是反映软磁材料磁性的重要特性曲线。
矫顽力、饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、初始磁导率、最大磁导率、磁滞损耗等参数均可以从磁滞回线和基本磁化曲线上获得，这些参数是磁性材料研制、生产和应用的总要依据。
采用直流励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为静态磁滞回线；采用交变励磁电流产生磁化场对材料样品反复磁化测出的磁滞回线称为动态磁滞回线。
本实验利用交变励磁电流产生磁场对不同性能的铁磁材料进行磁化，测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。
【实验目的】①了解用示波器显示和观察动态磁滞回线的原理和方法。
②掌握测绘铁磁材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的原理和方法，加深对铁磁材料磁化规律的理解。
③学会根据磁滞回线确定矫顽力 、剩余磁感应强度 、饱和磁感应强度 、磁滞损耗等磁化参数。
【实验仪器与用具】FB310型动态磁滞回线实验仪，双踪示波器，导线。
【实验原理】1．磁性材料的磁化特性及磁滞回线研究磁性材料的磁化规律时，一般是通过测量磁化场的磁场强度H 与磁感应强度B 之间的关系来进行的。
铁磁性材料磁化时，它的磁感应强度B 要随磁场强度H 变化而变化。
但是B 与H 之间的函数关系是非常复杂的。
主要特点如下：（1）当磁性材料从未磁化状态（H =0且B =0）开始磁化时，B 随H 的增加而非线性增加由此画出的H B 曲线称为起始磁化曲线，如图3.26.1（O-a ）段曲线。
起始磁化曲线大致分为三个阶段，第一阶段曲线平缓，第二阶段曲线较陡，第三阶段曲线又趋于平缓。
最后当H 增大到一定值m H 后，B 增加十分缓慢或基本不再增加，这时磁化达到饱和状态，称为磁饱和。
霍耳传感器测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线一、实验目的1．学习和掌握材料剩磁的消磁方法2．观察磁性材料的磁滞现象，精确测量材料的磁滞回线和磁化曲线二、实验原理：1．铁磁物质的磁滞现象磁滞回线和磁化曲线图如图所示，当铁磁物质中不存在磁化场时，H和B均为零。
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。
然而，其轨迹并不沿原曲线AO ，而是沿另一曲线AR 下降到r B ，这说明当H 下降为零时，铁磁物质中仍保留一定的磁性。
将磁化场反向，再逐渐增加其强度，直到m H H -=，这时曲线达到A '点(即反向饱和点)，然后，先使磁化场退回到0=H ；再使正向磁化场逐渐增大，直到饱和值m H 为止。
如此就得到一条与A AR '对称的曲线A R A '',而自A 点出发又回到A 点的轨迹为一闭合曲线,称为铁磁物质的磁滞回线，此属于饱和磁滞回线。
其中，回线和H 轴的交点Hc 和c H '称为矫顽力,回线与B 轴的交点r B 和'r B ,称为剩余磁感应强度。
2．磁化曲线和磁滞回线的测量为从间隙中间部位测得样品的磁感应强度B 值，截面方形样品的长和宽的线度应大于或等于间隙宽度8－10倍，且铁芯的平均磁路长度 远大于间隙宽度g，这样才能保证间隙中有一个较大区域的磁场是均匀的，测到的磁感应强度B 的值，才能真正代表样品中磁场在中间部位实际值。
根据实验参数及公式可得磁化场的磁场强度H 为 B I H 686.6403.8-=I 单位mA ，B 单位mT, H 单位A/m 。
三、实验仪器直流稳流源、交流电压源、数字式特斯拉计、待测环形磁性材料、双刀双掷开关等。
四、实验步骤：（1） 对样品进行退磁处理：电流值由0增至600mA 再逐渐减小至0，然后双刀开关换为反向电流由0增至500mA ，再由500mA 调至零，这样磁化电流不断反向，最大电流值每次减小100mA ，当剩磁减小到100mT ，每次最大电流减小量还需小些，最后将剩磁消除。
