磁性材料磁滞回线测定数据记录表及数据处理

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 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：1．一块从未被磁化的软磁材料磁化时，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所示. 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 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所示.H图2 磁滞回线和基本磁化曲线图1 起始磁化曲线和磁滞回线i 1 i 2U xU y N 2 N 1 R 2 隔离变压器示波器R 1220V【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】(1) GY-4隔离变压器； (2) CZ-2磁滞回线装置；(3) 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1111x N i N H u l R l== （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 x 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：22d d d d d d BN N S t t tψφε=-=-=- S 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212R fCπ，忽略次级线圈的内阻后，可得：22y R CB u N S=（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 c 、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 c 、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.5．在饱和磁滞回线上记录H c 、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_____________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=±。

磁滞回线数据表格及处理磁滞回线是物质在磁场中受到磁化作用时呈现的非线性特性。

磁滞回线的数据表格是对物质磁化过程中的磁场强度与磁化强度进行记录和处理的一种方法。

本文将介绍磁滞回线数据表格的应用及处理方法。

磁滞回线数据表格通常由两列数据组成，一列是磁场强度（H），一列是磁化强度（B）。

磁滞回线实验通常通过改变外加磁场强度来记录物质磁化的过程。

在正向磁场作用下，物质的磁化强度逐渐增加，当磁场达到一定强度时，磁化强度达到饱和，磁滞回线呈现一个闭合回路。

在磁场方向反向的情况下，物质的磁化强度也会随着磁场的减小而减小，直到反向磁场也达到饱和。

磁滞回线数据表格的处理可以帮助我们了解物质的磁化特性以及对磁场的响应。

一般来说，我们可以通过磁滞回线数据表格中记录的磁化强度与磁场强度的关系来计算物质的磁导率、磁化率以及磁滞损耗等参数。

磁导率是描述物质磁场响应的一个重要参数，可以通过磁滞回线数据表格中的斜率来计算。

具体而言，我们可以通过磁滞回线数据表格中的斜率对应的磁字段强度和磁化强度计算出磁导率。

磁导率的大小可以反映物质对外部磁场的响应能力，对于不同的物质而言，磁导率的大小也会有所不同。

磁化率是物质在磁场作用下磁化程度的一个度量，可以通过磁滞回线数据表格中的磁化强度与磁场强度的比值来计算。

具体而言，我们可以通过磁滞回线数据表格中的磁化强度与磁场强度对应的数值计算磁化率。

磁化率的大小可以反映物质在外部磁场作用下的磁化程度，对于不同的物质而言，磁化率的大小也会有所不同。

磁滞损耗是物质在磁化过程中耗散的能量损耗，可以通过磁滞回线数据表格中的闭合回路面积来计算。

具体而言，我们可以通过磁滞回线数据表格中的闭合回路的面积计算磁滞损耗。

磁滞损耗的大小可以反映物质在磁化过程中的耗能程度，对于不同的物质而言，磁滞损耗的大小也会有所不同。

除了对磁滞回线数据表格中数据的处理，我们还可以通过绘制磁滞回线的图像来更直观地观察磁化过程及相关特性。

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。

动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告动态法测量磁滞回线和磁化曲线实验报告一、引言磁滞回线和磁化曲线是研究磁性材料磁化性质的重要工具。

磁滞回线描述了材料在外加磁场作用下磁化程度的变化规律，而磁化曲线则反映了材料的磁化特性。

本实验通过动态法测量磁滞回线和磁化曲线，旨在深入了解磁性材料的磁化行为，并通过分析实验数据得出相关结论。

二、实验原理1. 磁滞回线磁滞回线是描述材料在外加磁场逐渐增加和减小过程中磁化程度的变化情况。

在实验中，我们需要使用霍尔效应磁强计来测量磁场强度，从而可以得到材料的磁滞回线。

2. 磁化曲线磁化曲线是描述材料在外加磁场作用下磁化程度随磁场变化的曲线。

在实验中，我们需要使用霍尔效应磁强计和恒流源来测量材料在不同磁场强度下的磁场强度和磁化强度，并绘制出磁化曲线。

三、实验步骤1. 实验准备：a. 准备一块磁性材料样品，并将其放置在实验装置上。

b. 连接霍尔效应磁强计和恒流源到实验装置上，确保测量的准确性和稳定性。

2. 磁滞回线的测量：a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。

b. 逐渐增加恒流源的电流，记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。

c. 逐渐减小恒流源的电流，重复步骤b的测量过程。

d. 根据实验数据绘制磁滞回线图。

3. 磁化曲线的测量：a. 调整恒流源的电流使得霍尔效应磁强计输出为零。

b. 逐渐增加恒流源的电流，记录同时测量到的磁场强度和霍尔效应磁强计输出的数值。

c. 根据实验数据绘制磁化曲线图。

四、实验结果与讨论1. 磁滞回线的分析根据所测得的磁滞回线数据，我们可以观察到磁性材料在磁场逐渐增大过程中逐渐磁化，达到饱和磁化强度后，进一步增大磁场也不会有明显增加的效果。

而在磁场逐渐减小过程中，磁性材料的磁化程度也会随之减小，直到完全消除磁化。

磁滞回线的形状对应着材料的磁滞损耗和剩磁等特性。

2. 磁化曲线的分析根据所测得的磁化曲线数据，我们可以观察到磁性材料在不同磁场强度下的磁化程度存在一定的非线性关系。

实验报告（示例）【实验名称】铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线【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。

3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力He 的数值。

4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别，并确定某一频率下的磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力He数值。

5、改变不同的磁性材料，比较磁滞回线形状的变化。

【实验仪器】实验使用的仪器由测试样品、功率信号源、可调标准电阻、标准电容和接口电路等组成。

测试样品有两种，一种是圆形罗兰环，材料是锰锌功率铁氧体，磁滞损耗较小；另一种是EI型硅钢片，磁滞损耗较大些。

信号源的频率在20〜200Hz 间可调；可调标准电阻R i的调节范围为0.1〜11 Q; R2的调节范围为1〜110k Q; 标准电容有0.1卩〜11 H可选。

实验样品的参数如下：样品1:平均磁路长度L=0.130m，铁芯实验样品截面积S=1.24X 10-4m2,线圈匝数：N1=150T, N2=150T; N3=150T。

样品2:平均磁路长度L=0.075m,铁芯实验样品截面积S=1.20X 10-4m2,线圈匝数：N1=150T, N2=150T; N3=150T。

【实验原理】1、磁化曲线此处说明什么是磁化曲线，什么是起始磁化曲线2、磁滞回线此处图示说明以下几个概念：起始磁化曲线，磁滞回线，退磁曲线，剩磁，矫顽力，磁滞现象，极限磁滞回线，基本磁化曲线，磁锻炼3、示波器显示B —H曲线的原理此处图示说明以下概念与公式：图1 B — H 曲线的原理图 加在示波器X 端和Y 端的U X 和U Y ，各参数的意义U X 弋 H U Y 二CR 23、示波器相关旋钮的功能与操作步骤及 H-X 、B-Y 的关系式 此处说明示波器相关旋钮的功能与操作步骤及 H-X 、B-Y 的关系式中各参数的 含义【实验内容】1、 显示和观察2种样品在25Hz 、50Hz 、100Hz 、150Hz 交流信号下的磁滞回线 图形。

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 级桌 号 教 室 基础教学楼1101 实验日期 2016年 月 日 节一、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型磁滞回线测量仪三、实验原理（一）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B S、饱和磁场强度H S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由小到大的磁化场，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（OS）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H S称饱和磁场强度，相应的B S称饱和磁感应强度。

我们称曲线OS为磁性材料的磁化曲线。

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（B滞后于H）。

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B r ，必须加反向磁场，当B=0时磁场的值H c为铁磁质的矫顽力。

当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。

反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。

不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线成为一闭合曲线，这个闭合曲线称为磁滞回线，如图2所示。

磁滞回线实验报告引言：磁滞回线是描述磁材料磁化特性的重要工具，通过这一实验我们可以研究和分析磁场对物质磁性的影响。

本实验旨在通过测量铁磁材料的磁滞回线，探究其磁滞特性，并进一步了解铁磁材料的性质和应用。

实验原理：磁滞回线是磁化曲线的一种特殊形式，它描述了磁场强度和磁化强度之间的关系。

实验中，我们使用了一块铁磁材料样品，通过改变外部磁场的强度和方向，记录不同磁场强度下的磁化强度，从而得到磁滞回线。

实验装置：本次实验所用装置包括一个电源、一个电流表、一块铁磁材料样品和一个磁场强度计。

我们将电流表通过电源与样品连接起来，使电流流经样品，通过磁场强度计测量磁场强度。

实验步骤：1. 将电源与电流表连接好，并设定合适的电流值。

2. 将磁场强度计放置在铁磁材料附近，调整位置使其与样品接触。

3. 通过调节电流表上的电流大小，改变外部磁场的强度和方向，并记录磁场强度计的读数。

4. 循环进行步骤3，直至完成一整个循环，得到完整的磁滞回线。

5. 分析和整理实验数据，绘制磁滞回线图。

实验结果与讨论：通过实验记录的数据，我们得到了一条完整的磁滞回线。

根据磁滞回线图，我们可以观察到以下几个现象：1. 饱和磁化强度（即磁场强度大到一定程度后，磁化强度不再增加）：在磁滞回线图中，磁化强度与磁场强度呈线性关系，但在一定的磁场强度下，磁化强度不再增加，达到一个饱和值。

这是因为在饱和状态下，所有的磁矩都已经对齐，并不能再被外部磁场所影响。

2. 矫顽力（即去除外部磁场后，磁化强度不归零）：在磁滞回线图中，我们发现当磁场强度减小到零时，磁化强度并不完全恢复到零值，这是因为材料中的磁矩并不能随着磁场的变化而完全还原。

这一现象称为矫顽力，其大小反映了材料的抗磁化能力。

3. 温度对磁滞回线的影响：通过实验我们可以发现，当样品的温度升高时，磁滞回线会发生变化。

温度升高会导致材料的热运动增大，磁矩的定向较难实现，因此磁滞回线会变宽，矫顽力会减小。

155实验十七 铁磁材料的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、计算机存贮用的磁带、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。

通过实验研究这些性质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绘方法，而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。

【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． 测绘样品的磁滞回线，比较其磁滞损耗大小。

3． 测定样品的B s 、Ｈs 、B r 、H D 等参数。

4． 测定样品的基本磁化曲线，作B -H 及μ-Ｈ曲线。

【实验仪器】FB310A 磁滞回线实验仪、GOS-620型示波器【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，铁磁物质仍保留磁化状态，它的图17-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线 图17-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线磁感应强度不仅依赖于外磁场强度，而且还依赖于原先的磁化程度。

图17-1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＝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Oa所示，其后B的增长趋于缓慢，并当H增至Hs时，B达到饱和值Bs，OabS称为起始磁化曲线。

如果将磁化场H减小，B并不沿原来的曲线OabS减小，而是沿另一条新的曲线SR下降，比较线段OS和SR知，H减小B也相应减小，但B的变化滞后于H的变化，此现象即称为磁滞。

磁滞的明显特征是当H=0时，B不为零，而保留剩磁Br。

当磁场反向逐渐变至-H D时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H D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。