磁滞回线的特点

磁滞回线的测量实验报告一、实验目的1.了解磁滞回线的概念和特点；2.学习使用霍尔传感器测量磁场强度；3.掌握利用实验数据绘制磁滞回线的方法。

二、实验仪器和材料仪器：霍尔元件、磁力计、示波器、直流电源；材料：螺线管、磁铁、导线、万用表。

三、实验原理磁滞回线是磁化物质在外磁场作用下，磁感应强度与磁场强度之间的关系曲线。

当外磁场强度H由小到大变化时，磁感应强度B不仅不是单调变化的，而且在H改变方向时，B经过零点有回弹现象。

这种B-H的关系曲线即为磁滞回线。

磁滞回线可以揭示磁材料的磁化、变磁和反磁过程中的磁场调整以及应力状态等内部状况，对于磁性材料的性能评价具有重要的意义。

四、实验步骤1.准备工作：搭建实验电路，连接霍尔元件、示波器和直流电源；2.将磁力计放置在霍尔元件附近并调整合适的位置；3.施加一定外磁场强度H，并记录示波器上测得的霍尔输出电压UH 与电流电压表测得的霍尔电流IH的数值；4.改变外磁场强度的大小和方向，重复第三步，直到完成一次完整的磁滞回线的测量；5.将测得的磁场强度H和磁感应强度B的数据进行整理。

五、实验注意事项1.实验过程中需保持实验环境的稳定和安静；2.实验中需注意安全，避免磁铁和螺线管等物品的碰撞和意外伤害；3.在调整霍尔元件和磁力计位置时，需保证测量准确性和稳定性；4.测量数据需及时记录并整理，以免丢失。

六、实验结果及数据处理根据实验步骤记录的UH、IH数据，可以得到对应的磁感应强度B和磁场强度H的测量结果。

整理数据后，可以将B-H数据绘制成磁滞回线图。

七、实验结果分析通过实验数据的分析，可以得到磁滞回线的面积、对称性、磁饱和状态等信息。

此外，对于不同材料的磁滞回线，还可以比较其形状和性能差异。

八、实验总结通过本次实验，我们了解了磁滞回线的概念和特点，学习并掌握了使用霍尔传感器测量磁场强度的方法，熟悉了利用实验数据绘制磁滞回线的步骤和技巧。

此外，我们还通过实验结果对不同材料的磁滞回线进行了分析比较，深入了解了磁材料的性能差异和应用前景。

亚铁磁材料的磁滞回线
亚铁磁材料是一类具有特殊磁性的材料，它们对磁场的响应介于
铁磁和顺磁之间。

亚铁磁材料具有与铁磁材料相似的磁性和与顺磁材
料相似的热力学性质，因此在实际应用中具有广泛的用途。

其中一项
重要指标就是磁滞回线，下面我们就围绕该指标进行探讨。

1. 什么是磁滞回线？
所谓磁滞回线，指的是材料在磁化和去磁化的过程中所形成的磁
化强度与磁场强度之间的关系曲线。

磁滞回线通常是一个闭合的回路，其中包含了磁化强度从饱和到零再到反向饱和的全部过程。

亚铁磁材
料的磁滞回线与铁磁材料和顺磁材料有很大的不同，它们具有特殊的
非线性磁性响应和多个磁滞回线。

2. 影响磁滞回线的因素
亚铁磁材料的磁滞回线受多种因素的影响，主要包括材料的晶体
结构、氧化状态、温度、磁场强度和磁场方向等。

另外，材料的磁滞
回线还受到制备工艺和处理方式的影响，如加热处理、退火、冷却速
度等。

3. 磁滞回线的应用
磁滞回线是亚铁磁材料中的一项重要指标，它具有广泛的应用价值。

比如，在计算机中，可以利用磁滞回线来存储数据和执行逻辑操作；在电动机中，可以利用磁滞回线来控制电机的转速和方向；在声
学传感器中，可以利用磁滞回线来检测声波的频率和强度。

总之，亚铁磁材料的磁滞回线是确定其磁性能的重要指标之一，
对于了解其物理性质和实际应用具有重要意义。

未来随着科技的不断
发展，我们相信亚铁磁材料的磁性响应能力还将有更广阔的应用前景。

钕铁硼（NdFeB）磁体是目前应用最广泛的永磁材料，其磁性能取决于各种微观和宏观参数，其中磁滞回线是评价其性能的重要指标之一。

磁滞回线是磁体在磁场变化过程中磁化强度随磁场强度的关系曲线。

钕铁硼磁滞回线的特点是：剩磁大、矫顽力高、矫顽力系数大、磁晶异性大，即有着较高的矫顽力和能量积。

磁滞回线上的参数是评价磁体质量的重要指标。

一般情况下，磁滞回线实验通过使用磁滞仪进行。

在磁滞实验中，首先进行的是样品的饱和磁化强度测量，即施加一个足够大的磁场，将磁体磁化到强度趋于饱和时的磁感应强度。

然后，使用逐渐减小的磁场将样品还原到无磁状态，并记录磁场强度和磁感应强度的变化。

通过多次实验，得到多条滞回线，对这些滞回线进行拟合或分析，可以得到一些定量的物理参数，如磁晶各向异性、矫顽力等。

最终，通过测量、分析和评价磁滞回线的参数，可以反映出钕铁硼磁体的磁性质量，并为磁体制备、性能优化和应用提供重要参考。

数据处理-磁滞回线
磁滞回线是指材料在磁化过程中，其磁化强度与外加磁场强度的关系图形。

当外加磁场强度从0逐渐增加时，材料的磁化强度会随之增加，但当外加磁场强度达到一定值后，材料的磁化强度不再增加，而是趋于饱和。

当外加磁场强度逐渐减小时，材料的磁化强度并不会立即减小，而是保持一定的数值，直到外加磁场强度减小到一定程度后，材料的磁化强度才开始减小。

这种由于磁化强度滞后于外加磁场强度变化而产生的现象，就是磁滞回线。

磁滞回线的形状可以反映材料的磁性特性。

常见的磁滞回线形状有正常环状、长方形和椭圆形等。

正常环状的磁滞回线表明材料磁化过程中存在一定的能量损耗；长方形的磁滞回线表明材料的磁化过程中磁化强度没有随着外加磁场强度的变化而发生明显的变化；椭圆形的磁滞回线表明材料在磁化过程中存在磁滞现象且磁化强度的变化幅度较大。

磁滞回线的测量和分析可以用于材料的磁性测试和磁性材料的设计和优化。

在实际应用中，磁滞回线的形状和参数对于材料的磁性性能有着重要的指示意义，如剩磁、矫顽力、磁导率等。

图1 起始磁化曲线和磁滞回线软磁材料磁滞回线和磁化曲线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 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.铁磁材料磁化时，其磁感强度随磁场强度的变化非常复杂.有如下特点：1．一快从未被磁化的材料磁化时，当H 由0开始逐渐增加至某最大值H m ，B 也由0开始逐渐增加，由此画出的B -H 曲线o -a 称起始磁化曲线，如图1.起始磁化曲线大致分为三个阶段，第一阶段曲线平缓，第二阶段曲线很陡，第三阶段曲线又变得平缓.最后B 趋于不变，这种现象称为饱和.饱和时的磁感强度称为饱和磁感强度，记做B s .2．磁化过程中材料内部发生的过程是不可逆的，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是，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，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 1，然后磁场在- H 1与H 1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H 2，H 3，H 4，…(H 2<H 3<H 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.H图2 磁滞回线和基本磁化曲线【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. 【实验器材】GY-4隔离变压器；CZ-2磁质回线装置；COS5020示波器. 【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 1匝初级线圈和N 2匝次级线圈，初级线圈里通过电流i 1，在样品中产生磁场，其磁场强度为11111u lR N l i N H ==（1） 式中l 是初级线圈所绕样品的平均长度，R 1是与初级线圈串联的电阻，u 1是R 1两端的电压.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）.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： 【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_____________表2 H c、B s、B r的测量数据注意事项：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20001=N 匝 1212=N 匝 Ω=121R 216k R =Ω0.132m L =320.20810m S -=⨯ (100.05)F C μ=±。

磁化曲线和磁滞回线
1 磁化曲线
磁化曲线是指磁体在沿着磁感应点B与曲径s的轴线受外加电流的作用下受到的磁化磁感应点B随曲径s变化而发生变化的曲线，也叫磁感应磁铁的认知曲线。

磁化曲线的概念是由物理学家古典物理学家定义的，一般引用唐之物理学指出，当磁性体沿着磁感线而移动，以及其磁化点B与曲径s之间存在着某种联系时，磁感化曲线就会形成。

2 磁滞回线
磁滞回线，也称为磁回线，是指当磁性体处于静止的状态并受到外部的磁通量的影响时，磁场就会随着时间的变化而发生变化，而磁性体的磁矩也会改变，从而产生滞回效应的形式。

根据古典物理学的定义，当磁性体受到一定的磁通量时，在它的受磁点B与曲径s之间产生滞回效应，从而形成一条磁滞回线。

换句话说，由于外部磁通量对受磁体的影响，在一定的时间内受磁体磁感应B增长有一定规律，形成一条磁滞回线，以此来定量描述磁性体在外磁场作用下的磁性结构以及磁化特性。

磁化曲线和磁回线这两者在实际应用中有难以分割的内在联系，并同时受到温度及其他影响因素的影响，因此，对它们的理解对于了解静磁结构和磁性有着重要的意义。

材料的磁滞回线与饱和磁场分析磁滞回线是描述材料磁性能的重要指标之一，它反映了材料在磁场作用下的磁化特性。

了解和分析材料的磁滞回线及其相关参数对于许多领域的磁性应用具有重要意义。

本文将对材料的磁滞回线及其与饱和磁场之间的关系进行分析。

一、磁滞回线的定义和意义磁滞回线是指磁感应强度（B）与磁场强度（H）之间的关系曲线。

在一定的磁场作用下，磁滞回线可以描述材料的磁化过程，从而了解材料的磁性能。

磁滞回线对于材料的磁性能评估具有重要意义。

通过分析磁滞回线的形状和参数，可以确定材料的磁导率、磁容量、剩余磁感应强度等性能指标。

同时，磁滞回线还能反映材料的磁饱和磁场。

二、磁滞回线的特征磁滞回线的多样性取决于材料的磁性质。

常见的磁滞回线包括顺磁性、铁磁性和抗磁性回线。

1. 顺磁性磁滞回线顺磁性材料的磁滞回线是一条从原点开始，逐渐增加并最终趋近于一条直线的曲线。

在顺磁性材料中，随着磁场的增大，磁感应强度也相应增加，但增长率逐渐减小。

2. 铁磁性磁滞回线铁磁性材料的磁滞回线表现为一个封闭的环形曲线。

铁磁性材料在磁场作用下，磁化特性随着磁场的增大而变化，形成一个饱和磁场。

在饱和磁场之前，磁感应强度逐渐增大；在饱和磁场之后，磁感应强度保持不变。

3. 抗磁性磁滞回线抗磁性材料的磁滞回线是一个接近于直线的曲线。

抗磁性材料在磁场中表现出负磁化特性，磁感应强度随着磁场的增大而减小。

三、磁滞回线与饱和磁场的关系磁滞回线与饱和磁场之间存在着密切的联系。

饱和磁场是指材料在磁场作用下磁滞回线形成闭环之前的最大磁场强度。

在铁磁性材料中，磁滞回线会显著受到饱和磁场的影响。

当磁场强度逐渐增大时，磁滞回线的形状会发生变化，磁感应强度逐渐增大直至达到饱和磁场。

在饱和磁场之后，磁滞回线将保持一条近似于直线的水平线。

不同材料的饱和磁场值不同，这取决于材料的物理特性和化学成分。

对于铁磁材料，饱和磁场通常较高，而顺磁和抗磁材料的饱和磁场较低。

四、磁滞回线的应用磁滞回线的应用范围十分广泛。

什么是磁滞回线
什么是磁滞回线
当磁场强度周期性变化时，表示铁磁性物质或亚铁磁性物质磁滞现象的闭合磁化曲线就叫做磁滞回线。

高频变压器磁芯的磁滞回线如图所示。

随着磁场强度H的逐渐增加，磁芯的磁感应强度B将沿初始磁化曲线增大，当磁场强度增大到H M时（H M＜H s），磁感应强度B 达到最大值B M。

上述过程如图中曲线0a段所表示。

使磁场强度从H M 逐渐减小至零，磁感应强度B随之减小至Br，磁化状态由图中的a 点转移到b点。

B点对应的磁场强度为0，而磁感应强度为Br，称之为剩余磁感应强度或剩余磁通密度，简称为剩磁。

当磁场强度逐渐由零反向增加至-Hc时，磁感应强度由Br减小到零，磁化状态由图中的b 点转移到c点。

磁场强度继续反向增加至-H M时，磁感应强度由零反向增加至最大值-B M，磁化状态由图中的c点沿达到d点。

此后当使H 由-H M逐渐变至H M时，磁感应强度则由-B M逐渐变至B M，磁化状态从图中的d点沿着d→e→f→a回到a点。

在上述过程中，B-H平面上表示磁化状态的点的轨迹形成一个对原点对称的闭合曲线，称之为磁滞回线。

从磁滞回线可以看出，当磁场强度H下降到零时，磁芯中的磁感
应强度不能跟随返回到零，而只能退回到剩余磁感应强度Br。

为使磁感应强度减小至零，需加一反向磁场-Hc。

这种现象称为磁芯具有磁矫顽力，简称矫顽力，用Hc表示。

这也说明磁芯的磁化过程是不可逆的。

磁芯存在矫顽力是磁性材料最基本的性质；不通性质的磁性材料，其具有的矫顽力大小也不同；一般高频变压器磁芯都选用矫顽力较小的铁磁物质为制造材料，例如软磁铁氧体。

铁磁材料磁滞回线曲线
铁磁材料的磁滞回线曲线描述了该材料在外加磁场变化过程中磁化强度（磁感应强度）的变化情况。

磁滞回线曲线通常呈现出以下特点：
1. 磁滞回线闭合：磁滞回线曲线是一个封闭的轮廓，表示磁化强度与外加磁场之间的关系是可逆的。

在磁场的变化过程中，当外加磁场改变方向时，磁化强度也会相应地改变方向，并且最终回到磁场为零时的初始状态。

2. 磁饱和：当外加磁场继续增加时，磁滞回线曲线会逐渐趋于平缓，表示磁化强度接近于饱和状态。

此时，进一步增加外加磁场将无法显著增加磁化强度，因为材料已经达到了磁饱和状态。

3. 磁滞：在磁滞回线曲线上的部分曲线段称为磁滞，磁滞表示当外加磁场发生变化时，磁化强度不会立即发生相应的变化。

在物理上，这是由于铁磁材料中的磁畴结构重新排列需要一定的时间。

磁滞回线曲线的形状和特点与铁磁材料的性质相关，例如磁滞回线的宽度和形状取决于材料的磁粒子排列和交互作用等因素。

不同的铁磁材料的磁滞回线可能会有所不同，这也是研究和应用铁磁材料的重要性之一。