实验名称： 静态磁特性测试

磁性测量实验 软磁直流静态磁性测量（用冲击/扫描法测量磁性材料的磁化曲线及磁滞回线）一、 实验原理1、 静态磁性参数如果不计及磁化时间效应，磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数就是所谓的静态磁参数。

磁化曲线记录了材料磁化过程的磁化信息，而磁滞回线则表征和包含了磁性材料的全部磁性信息，有磁性材料身份证之称。

下左图C 为磁化曲线，A 和B 为初始和最大磁化率，M 和H 分别为磁化强度和外磁场。

下右图为典型磁性材料的磁滞回线，B s 、B r 、B r /B s 、H c 、(BH)max 、μ0和μM 分别为饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矩形比、矫顽力、最大磁能积、初始磁导率和最大磁导率。

2、 测量方法本实验课采用冲击法和磁场扫描法这两种方法来进行。

两种方法由于磁化速度的不同，在磁场方面数据稍有不同，而磁感方面的数据则差不多。

在进行一些饱和场不高或矫顽力小的试样测试时用冲击法；而矫顽力较大的磁滞材料是用扫描法。

本实验中提供两种不同矫顽力大小的磁性材料。

整个测量过程完全由微机控制，实验者可根据自己的要求选择不同的测量方法和输入参数来完成测量。

二、 实验内容及步骤1、 直流冲击法A. 启动测量程序，进入测量程序主菜单。

B. 测量前的准备工作HHBMBAC在进行正式测量之前，用户必须输入样品的有关参数。

主要包括“样品参数”和“测试条件”。

样品参数有“截面积、磁路长度、磁化匝数和测量匝数”。

由于输入参数随测量磁性材料变化而不同，因此具体的输入参数可向实验指导老师咨询。

C.正式测量如果步骤B中设定的参数无误，就可以开始测量了。

通过点击相应功能模块就可以完成测量工作。

2、磁场扫描法磁场扫描法与冲击法类似，材料参数和测量参数的选择可参考冲击法类似步骤。

三、实验结果1．直流冲击法实验样品为坡莫合金。

由测量所得数据绘出样品的磁化曲线，如下图：μm=133.279 mℎ/m实验所得曲线为S型，符合经验。

实验测得样品初始磁导率μ0=30.789mℎ/m，最大磁导率μm=133.279mℎ/m。

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：磁特性综合实验s r c二、实验原理1.概念饱和磁场强度H s:当磁场强度H增加到这一值时，磁感应强度B不再增加，达到饱和。

剩磁B r:剩余磁化强度，指磁体经磁化至饱和以后，撤去外磁场，在原来外磁场方向上仍能保持一定的磁化强度。

矫顽力H c:是指磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回到零时其磁感应强度B并不退到零，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零，该磁场称为矫顽磁场，又称矫顽力。

饱和磁感应强度B s：磁性材料磁化到饱和时的磁感应强度。

磁滞回线：不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线为一闭合曲线。

图1 起始磁化曲线和磁滞回线①当H=0时，B≠0，这说明铁磁材料还残留一定值的磁感应强度B r，通常称B r为铁磁物质的剩余感应强度（剩磁）。

②若要使铁磁物质完全退磁，即B=0，必须加一个反方向磁场H c。

这个反向磁场强度H c，称为该铁磁材料的矫顽力。

③B的变化始终落后于H的变化，这种现象称为磁滞现象。

图2 基本磁化曲线①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，在磁场由弱到强地单调增加过程中，可以得到面积由大到小的一簇磁滞回线，如图2所示。

其中最大面积的磁滞回线称为极限磁滞回线。

我们把图2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。

②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，以保证外加磁场H=0，B=0；退磁方法：逐渐减少磁化电流，直到B和H都减小为零。

2.磁性材料的分类磁性材料可分为顺磁质材料、抗磁质材料、铁磁质等。

其中铁磁材料可分为硬磁、软磁和两大类，区别在于H c不同。

图3 硬磁材料磁滞回线图4软磁材料磁滞回线图5 矩磁铁氧体磁滞回线3.示波器测量B-H曲线的原理示波器测量B—H曲线的实验线路如图6所示，其中X、Y接示波器的X轴和Y轴输入。

软磁材料测量measurement of soft magnetic material反映软磁材料磁特性的各种磁学参量的测量，是磁学量测量的内容之一。

软磁材料一般指矫顽力Hc≤1000A/m的磁性材料，主要有低碳钢、硅钢片、铁镍合金、一些铁氧体材料等。

软磁材料的各种磁性能决定了由该材料制成的磁性器件或装置的技术特性，因此，软磁材料测量在磁学量测量中占有重要位置。

表征软磁材料的磁特性有各种曲线，可按工业应用要求来选择。

这些曲线主要是：工作在直流磁场下的静态磁特性曲线和反映磁滞效应的静态磁特性回线；工作在变化磁场（包括周期性交变磁场，脉冲磁场和交、直流叠加磁场等）之下、包括涡流效应在内的动态磁特性曲线和动态磁特性回线等。

这些磁特性曲线的横坐标是加在被测材料上的磁场强度H，纵坐标是材料中的磁通密度B。

这种表示方式使这些曲线只反映材料的性质,与材料的形状、尺寸无关。

此外，软磁材料的动态磁特性还包括复数磁导率和铁损。

(1)静态磁特性测量测量材料的静态磁特性曲线和磁特性回线，主要测量方法有冲击法和积分法两种。

①冲击法：用以测量静态磁特性曲线，测量线路见图1。

材料试样制成镯环形，并绕以磁化线圈和测量线圈。

前者通过换向开关、电流表和调节电流的可变电阻接到直流电源上；后者接到冲击检流计上（见检流计）。

开始测量时，通过电流表将磁化线圈中的电流调到某一数值，由电流表的读数、磁化线圈的匝数，以及材料试样的磁路几何参数，可计算出磁场强度H值。

然后，利用换向开关、快速改变磁化线圈中的电流方向，使材料试样中的磁通密度的方向突然改变，于是在测量线圈中感应出脉冲电动势e，e使脉冲电流流过冲击检流计。

检流计的最大冲掷与此脉冲电流所含的电量Q，也就是磁通的变化（△φ）成比例。

△φ在数值上等于材料试样中磁通的两倍。

由冲击检流计的读数和冲击常数（韦伯/格），以及材料试样的等效截面，可计算出相应的磁通密度B值。

改变磁化电流，可测出静态磁特性曲线所需的所有数据。

材料物理性能实验指导书郑镇洙2005 . 3实验一、静态磁特性测量一、实验目的：1.掌握表征磁性的参数及其应用。

2.了解和掌握静态磁特性的测量方法。

3.使用振动样品磁强计测定静态磁特性。

二、概述：1、磁材料分类：1.顺磁性，2.逆磁（抗磁）性，3.反铁磁性，4.亚铁磁性，5.铁磁性。

前三类为弱磁性，后两类为强磁性。

2、磁化曲线和磁滞回线是表示铁磁性最基本的曲线。

磁滞回线：将已磁化到Bs的试样逐渐减少外加磁场强度，即退磁，测定出磁场强度从Hs到负Hs所对应的B值，然后再从负Hs测量到正Hs，得到的B—H 封闭曲线就是磁滞回线。

3、测量材料范围：a.. 粉料b. 块料c. 各种纳米级材料d.各种复合型材料的顺磁性、抗磁性、亚铁磁和铁磁性的相关磁特性。

三、振动样品磁强计工作原理：当振荡器的功率输出馈给振动头时，该振动头即以相同频率ω驱动振动杆作等幅振动，从而带动处于磁化场H中的被测样品作同样的振动，这样，被磁化的被测样品在空间所产生的偶极场将相对于不动的检测线圈作同样振动，从而导致检测线圈内产生频率为ω的感应电压；将此交变电压馈送到正处于正常工作状态的锁相放大器后，经放大及相敏检测而输出一个正比于被测样品磁矩的直流电压，将此两相互对应的电压图示化，即可得到被测样品的磁化曲线和磁滞回线。

并由此测出被测样品的磁特性。

在实验时，先用标准试样求出K值，然后，利用求得的K值反过来计算出被测样品的磁矩。

实验时，用一个已知磁矩为Jo的标准样品，在与被测样品相同测试条件下测得此时电压幅值为V o＝KJo，则1/K＝Jo/V o 。

再测被测样品的电压幅值V，则被测样品总磁矩为：J＝1/K*V＝V/V o*Jo当知道样品的体积V或其质量m时，就可求出该样品的磁化强度M=J/V，质量磁化强度σ＝J/m 。

如果将J和H的关系做成曲线，就可测量出磁化曲线或磁滞回线。

四、实验内容：1.了解和掌握振动样品磁强计工作原理和使用方法。

一、实验目的1. 学习并掌握磁特性实验的基本原理和操作方法。

2. 通过实验，了解铁磁材料的磁滞回线、矫顽力、剩磁等磁特性参数。

3. 熟悉磁化原理，并学会运用实验数据进行分析。

二、实验原理铁磁材料在磁场作用下，其磁化强度B与磁场强度H之间的关系是非线性的。

在磁化过程中，铁磁材料会表现出磁滞现象，即磁化强度B与磁场强度H的关系不是一一对应的。

磁滞回线可以描述铁磁材料的磁化过程。

矫顽力Hc表示铁磁材料从磁饱和状态退磁至零磁化强度所需的最小磁场强度。

剩磁Br表示铁磁材料在磁场强度为零时的磁化强度。

三、实验仪器与设备1. 磁化设备：用于产生磁场，对铁磁材料进行磁化。

2. 磁感应强度计：用于测量铁磁材料的磁感应强度B。

3. 磁场强度计：用于测量磁场强度H。

4. 电流表：用于测量磁化过程中的电流。

5. 电压表：用于测量磁化过程中的电压。

6. 记录仪：用于记录实验数据。

四、实验步骤1. 将铁磁材料放置在磁化设备中，接通电源，使磁场强度H从零逐渐增大。

2. 在磁化过程中，实时测量并记录铁磁材料的磁感应强度B和磁场强度H。

3. 绘制磁滞回线，分析铁磁材料的磁滞特性。

4. 计算矫顽力Hc和剩磁Br。

5. 改变磁化电流，重复实验步骤，观察铁磁材料磁特性的变化。

五、实验数据及结果分析1. 磁滞回线根据实验数据，绘制磁滞回线如图1所示。

从图中可以看出，铁磁材料的磁化过程是非线性的，且存在磁滞现象。

2. 矫顽力Hc和剩磁Br根据磁滞回线，计算矫顽力Hc和剩磁Br，结果如下：矫顽力Hc = 8.5 kA/m剩磁Br = 0.4 T3. 磁化电流变化对磁特性的影响通过改变磁化电流，观察铁磁材料磁特性的变化。

实验结果表明，随着磁化电流的增加，矫顽力Hc和剩磁Br均有所增加，但增加幅度逐渐减小。

六、实验结论1. 通过实验，掌握了磁特性实验的基本原理和操作方法。

2. 了解铁磁材料的磁滞回线、矫顽力、剩磁等磁特性参数，为实际应用提供理论依据。

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。

测量铁磁材料在直流磁场下的静态磁特性一、实验目的1.了解振动样品磁强计的结构、原理、功能和使用方法；2.用振动样品磁强计测量铁磁材料在直流磁场下的静态磁特性。

二、实验原理1.磁学基本知识铁磁材料：（1）铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，不但磁化率>0，而且数值大到10－106数量级，其磁化强度M与磁场强度H之间的关系是非线性的复杂函数关系。

这种类型的磁性称为铁磁性。

（2）铁磁性物质只有在居里温度以下才具有铁磁性；在居里温度以上，由于受到晶体热运动的干扰，原子磁矩的定向排列被破坏，使得铁磁性消失，这时物质转变为顺磁性。

（3）特点A、磁性很强，通常所说的磁性材料主要是指这类物质。

B、磁滞现象。

磁性物质都具有保留其磁性的倾向，磁感应强度B/磁化强度的变化总是滞后于磁场强度H的变化的，这种现象称为磁滞现象。

在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。

按磁滞回线的不同，磁性物质又可分为硬磁材料、软磁材料和矩磁材料三种软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小，对外磁场变化响应快，由于软磁材料磁滞损耗小，适合用在交变磁场中，如变压器铁芯、继电器、电动机转子、定子都是用软磁性材料制成。

如软铁、硅钢、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体等。

硬磁材料的磁滞回线较宽，矫顽力大，剩磁强，难磁化也难退磁，可用来制造永磁体，如钴钢、铝镍钴合金、钕铁硼和钡铁氧体等。

C、自发磁化：铁磁性物质内的原子磁矩，通过相邻晶格结点原子的电子壳层的作用，克服热运动的无序效应，原子磁矩是按区域自发平行排列、有序取向，按不同的小区域分布，这种现象称为自发磁化。

未配对的3d电子壳层：Fe、Ni、Co、MnD 、磁畴自发磁化的小区域，称为磁畴。

各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。

E 、剩磁F 、磁饱和性G 、高导磁性2. 振动样品磁强计振动样品磁强计（VSM ）(Vibrating Sample Magnetometer)是一种磁性测量常用的仪器，在科研和生产中有着广泛的应用。

软磁材料静态磁参数的测量(总8页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March软磁材料静态磁参数的测量1． 实验目的⑴ 学习磁滞回线的测量方法。

⑵ 了解磁性材料的基本特性。

2． 实验内容(1) 测静态磁化曲线及磁滞回线。

(2) 根据磁滞回线确定材料的c r m H B B ,,,max μ等参数。

3． 实验原理⑴ 磁滞特性磁性材料大体上可以分为永磁材料和软磁材料。

永磁材料包含稀土永磁(钕铁硼、钐钴等)，金属永磁（AlNiCo ）和铁氧体永磁；软磁材料包含金属软磁（硅钢Fe-Si ，坡莫合金Fe-Ni 、金属铁粉芯FeNiAl 等），铁氧体软磁（锰锌、镍锌、镁锌、锂锌）和其它软磁材料。

本实验主要讨论软磁材料磁参数的测量。

铁磁性材料除了具有高的磁导率以外，还有一个磁滞特性。

当一个材料磁化时磁感应强度不仅与当时的磁场强度H 有关，而且与该材料以前的磁化状态有关。

如图1所示，曲线OA 表示铁磁性材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随磁场强度H 增加而增加，称为磁化曲线。

当H 增加到H S 时，磁感应强度B 达到B S ，基本上不再随H 的增加而增加，即达到磁饱和。

称B S 为饱和磁感应强度，H S 为饱和磁场强度。

当磁性材料磁化以后，如果使H 减小，B 将不沿着原路返回，而是沿着另一条曲线AR下降。

如果H 从H S 变到－H S ，再从－H S 变到H S ，B 将随着H 的变化而形成一条如图1所示的磁滞回线ARC ’A ’R ’CA 。

其中，当0=H 时，r B B =，r B 称为剩余磁感应强度。

要使磁感应强度下降到零，就必须加一反向磁场C H -，C H 称为矫顽力。

一般来说，矫顽力小的磁性材料称为软磁材料，矫顽力大的磁性材料称为硬磁材料。

必须指出的是：在反复磁化（S S S H H H →-→）的开始几个循环内，每一次循环的B-H 曲线不一定沿着相同的路径进行，只有经过十几次反复磁化以后，每次循环的路径才趋于相同，形成一个稳定的磁化曲线，把这一过程称为“磁锻炼” 。

北京交通大学大学物理实验设计性实验实验题目冲击法测量软磁材料静态磁特性学院电子信息工程学院班级通信0901姓名谭元蕊学号09211043首次实验时间2010年10月13日指导教师签字冲击法测量软磁材料静态磁特性一．实验任务：采用冲击法测定软磁铁氧气圆环的静态磁滞回线和饱和感应强度Bs ，剩余磁感强度Br ，矫顽力Hc 。

二．实验要求1.查阅相关参考文献，理解测量原理和冲击电流计工作原理，自行设计测量电路（实验室可以提供0..01H 的标准电感器）2.测量磁环内径，外径，厚度，按照励磁线圈最大电流不大于0.35A ，线圈磁场强度不小于100A/m 的限定，根据公式设计励磁线圈匝数并绕制线圈。

3..测量冲击检流计的冲击常数。

4.估计样品最大磁感应强度小于0.4T ，设计探测线圈匝数并绕制线圈。

5..制定测量步骤，测量饱和磁滞回线及剩余磁感应强度，矫顽力大小，评定不确定度。

磁滞回线上至少应包括14个测量点。

6.绘制饱和磁滞回线。

三．实验方案1.铁氧体的饱和磁感应强度Bs=0.2~0.4T ，其饱和时的相对磁导率 约为2000，所以，Hm= 100A/m 。

最大励磁电流为Im=0.35A 。

2.根据图1，改变双向开关的方向，测量六次，求出 mm I L H N =1)(2内外D D L +=π)(2内外D D hS -=02n R MI Cmb =3.估算N 2图14.根据图2,设探测线圈截面积为S ，磁感应强度的数值为 同时 ，H=Ni/L ， L 为样品的平均长度。

5. 做I+→I-和 I-→I+，记录左右偏转格数，取平均，计算B A (Bs)6.求平均值n r ，计算Br:7.测量C1-C4: 前面测量回到A 点。

迅速调节励磁电流，使H 到C 1点,改变磁励电流，改变电流方向，记录B+Br ，Br-B ，-(B+Br)，B-Br ，其中202nS B R C N m b ⋅=nSN R C B b 202=)2(20r Ab r n n S N R C B -=n SN R C B b 20=图2四．实验步骤1..如图1所示连接电路2..计算励磁线圈的匝数并绕制线圈，根据公式计算冲击常数（取6次数据）3.计算探测线圈的匝数并绕制线圈，重新连接电路，做I+→I-和I-→I+，记录左右偏转格数，取平均，计算B A (Bs)，励磁电流停留在A点(最大电流350mA)，以便测量磁滞回线。

磁性测量实验软磁直流静态磁性测量（用冲击/扫描法测量磁性材料的磁化曲线及磁滞回线）一、实验原理1、静态磁性参数如果不计及磁化时间效应，磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数就是所谓的静态磁参数。

磁化曲线记录了材料磁化过程的磁化信息，而磁滞回线则表征和包含了磁性材料的全部磁性信息，有磁性材料身份证之称。

下左图C为磁化曲线，A和B为初始和最大磁化率，M和H分别为磁化强度和外磁场。

下右图为典型磁性材料的磁滞回线，Bs、Br、Br/Bs、Hc、(BH)max、μ0和μM分别为饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矩形比、矫顽力、最大磁能积、初始磁导率和最大磁导率。

2.测量方法本实验课采用冲击法和磁场扫描法这两种方法来进行。

两种方法由于磁化速度的不同，在磁场方面数据稍有不同，而磁感方面的数据则差不多。

在进行一些饱和场不高或矫顽力小的试样测试时用冲击法；而矫顽力较大的磁滞材料是用扫描法。

本实验中提供两种不同矫顽力大小的磁性材料。

整个测量过程完全由微机控制，实验者可根据自己的要求选择不同的测量方法和输入参数来完成测量。

二、实验内容及步骤1、直流冲击法A. 启动测量程序，进入测量程序主菜单。

B. 测量前的准备工作在进行正式测量之前，用户必须输入样品的有关参数。

主要包括“样品参数”和“测试条件”。

样品参数有“截面积、磁路长度、磁化匝数和测量匝数”。

由于输入参数随测量磁性材料变化而不同，因此具体的输入参数可向实验指导老师咨询。

C. 正式测量如果步骤B中设定的参数无误，就可以开始测量了。

通过点击相应功能模块就可以完成测量工作。

2、磁场扫描法磁场扫描法与冲击法类似，材料参数和测量参数的选择可参考冲击法类似步骤。

实验名称：磁性质测试实验目的：1. 了解磁性材料的磁性质及其变化规律。

2. 掌握磁性质测试的基本方法。

3. 培养实验操作能力和数据分析能力。

实验时间：2023年4月10日实验地点：物理实验室实验器材：1. 磁性质测试仪2. 磁性材料样品3. 电流表4. 电压表5. 电阻箱6. 直流电源7. 磁场发生器8. 计时器9. 记录本10. 计算器实验原理：磁性材料在外加磁场的作用下，其磁性质会发生相应的变化。

本实验通过测量磁性材料在不同磁场强度下的磁感应强度、磁导率等参数，来研究磁性材料的磁性质。

实验步骤：1. 准备实验器材，检查设备是否完好。

2. 将磁性材料样品放置在磁性质测试仪的样品台上。

3. 打开直流电源，调节电压至实验所需值。

4. 调节电阻箱，使电流表显示的电流值为实验所需值。

5. 打开磁场发生器，调节磁场强度至实验所需值。

6. 观察磁性材料样品在磁场中的变化，记录磁感应强度、磁导率等参数。

7. 重复步骤5和6，分别测试不同磁场强度下的磁性材料样品的磁性质。

8. 记录实验数据，进行分析。

实验结果与分析：1. 磁感应强度测试结果在不同磁场强度下，磁性材料样品的磁感应强度随磁场强度的增加而增加，但增加幅度逐渐减小。

当磁场强度达到一定值后，磁感应强度基本保持不变。

2. 磁导率测试结果在不同磁场强度下，磁性材料样品的磁导率随磁场强度的增加而增加，但增加幅度逐渐减小。

当磁场强度达到一定值后，磁导率基本保持不变。

3. 实验数据分析通过对实验数据的分析，得出以下结论：（1）磁性材料样品的磁性质与其磁感应强度、磁导率密切相关。

（2）磁性材料样品的磁性质随磁场强度的增加而变化，但变化幅度逐渐减小。

（3）当磁场强度达到一定值后，磁性材料样品的磁性质基本保持不变。

实验讨论：1. 本实验采用磁性质测试仪对磁性材料样品进行测试，实验结果准确可靠。

2. 实验过程中，注意调节电流表和电压表的值，确保实验数据的准确性。

3. 实验结果对磁性材料的应用具有一定的指导意义。

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。

软磁材料静态磁特性的测定一、实验任务首先要学习设计性实验的基本内容、基本的类型以及一般的程序, 以此为基础掌握设计性实验的一般步骤。

设计测定软磁材料静态特性的实验, 掌握冲击电流计的工作原理、结构及特性。

利用实验室所提供的器材测量冲击电流计的冲击常数, 并利用冲击电流计来测量软磁材料的静态特性。

二、实验要求要求对冲击电流计的结构、工作原理有充足的认识, 这是做好用冲击电流计测量软磁静态特性实验的基础, 同时要知晓冲击电流计的冲积常数的测量方法, 设计相应的实验电路来测量。

设计电路利用冲击电流计测量并绘制出软磁材料的静态磁特性曲线。

三、实验方案1.物理模型的比较与选择在各种电器的铁芯中软磁材料大多形成闭合磁路, 所以采用闭合样品进行测量与实际应用场合符合最好, 同时也可以消除退磁场带来的影响。

常见的闭合磁路的环状样品形状如图所示。

闭合环路样品在环路样品上绕N1 匝初级线圈和N2 匝次级线圈。

初级线圈里通过电流i1,在磁环中产生磁场, 其场强:,l是样品的平均长度, R1是与初级线圈串联的电阻, u1是R1两端的电压。

电路图如下:测量螺绕环的参考电路进行软磁的静态测量, 电流由直流电源来提供。

样品被磁化后, 进而在测量线圈中产生感应电动势。

设在测量线圈中产生的磁场垂直于匝数为N2, 截面积为S 的测量线圈的截面。

当励磁电流有一突然变化时（由I —>0）, 磁感应强度由B 变为0, 则,dtdB R S N dt d N 22-=-=φε通过测量线圈的电流为dtdB R S N R i 2-==ε通过线圈的电量为⎰⎰=-==022B R SBN dB R SN idt q得到 B= 。

若励磁电流由I 变为-I, 则磁感应强度由B 变为-B 。

此时B=SN nRc b 22；其中 为冲击电流计的冲积常数, n 为电流计上光标的最大偏转格数,R 是回路的总电阻。

冲积常数的测量:的的测量也可以采用冲击法,通过换向开关使互感器原边电流由+I 变为-I, 同样可得： q’=RIMdt dt dI R M dt i 2'0=•-=⎰⎰ττ;最后可得:'2Rn MICb =;M 为标准互感器的互感系数, n ’为K 倒向Y 时冲击电流计的最大偏格数, R 是回路的总电阻。