铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线(动态磁滞回线实验)磁性材料在科研和工业中有着广泛的应用，种类也相当繁多，因此各种材料的磁特性测量，是电磁学实验中一个重要内容。
磁特性测量分为直流磁特性测量和交流磁特性测量。
本实验用交流正弦电流对磁性材料进行磁化，测得的磁感应强度与磁场强度关系曲线称为动态磁滞回线，或者称为交流磁滞回线，它与直流磁滞回线是有区别的。
可以证明：磁滞回线所包围的面积等于使单位体积磁性材料反复磁化一周时所需的功，并且因功转化为热而表现为损耗。
测量动态磁滞回线时，材料中不仅有磁滞损耗，还有涡流损耗，因此，同一材料的动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积稍大些。
本实验重点学习用示波器显示和测量磁性材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的方法，了解软磁材料和硬磁材料交流磁滞回线的区别。
一．实验目的1. 了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2. 用示波器测量软磁材料（软磁铁氧体）的磁滞回线和基本磁化曲线，求该材料的饱和磁感应强度m B 、剩磁r B 和矫顽力c H 。
3. 学习示波器的X 轴和Y 轴用于测量交流电压时，各自分度值的校准。
4. 用示波器显示硬铁磁材料（模具钢12Cr ）的交流磁滞回线，并与软磁材料进行比较。
二. 实验原理（一）铁磁物质的磁滞现象铁磁性物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁性的原因。
一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。
如左图所示，当铁磁物质中不存在磁化场时，H 和B 均为零，在H B -图中则相当于坐标原点O 。
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。
清华大学试验报告纸系别 机械工程系 班级 机械51班 姓名 陈璞做实验日期 2007年3 月30日 教师评定用示波器测动态磁滞回线[实验目的](1) 了解用示波器测量动态磁滞回线的原理和方法；(2) 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Hc的数值；(3) 进一步学习示波器显示利萨如图形的方法。
[实验原理]利用示波器测动态磁滞回线的原理电路图如图所示。
将样品制成闭合的环形，其上均匀的绕有磁化线圈N1以及副线圈N2。
交流电压u加载磁化线圈上，线路上串联了一取样电阻R1。
将R1两端的电压u1加到示波器的X输入端上。
副线圈N2与电阻R2和电容R串联成一回路。
电容C两端的电压u c加到示波器的Y输入端上。
1、u1与磁场强度H成正比设环状样品的平均周长为l，磁化线圈的匝数为N1，磁化电流为i1（注意这是交流电的瞬时值），根据安培环路定律有Hl= N1 i1，即i1= Hl/ N1。
而u1= R1 i1，所以可得式中R1，l和N1皆为常数，可见u1与H成正比。
它表明示波器荧光屏上的电子束偏转的大小与样品中的磁场强度成正比。
2、u c（Y输入）在一定条件下与磁感应强度B成正比设样品的截面积为S，根据电磁感应定律，在匝数为的N2的副线圈中的感应电动势应为若副边回路中的电流为i2且电容C上的电量为q，则应有在上式中已考虑到副线圈匝数N2较小，因而自感电动势可忽略不计。
在选定线路参数时，有意将R2与C都选成足够大，使电容C上的电压降u c =q/C比起电阻上的电压降小到可以忽略不计。
于是，公式可以近似为将关系式代入得到不考虑其负号时，两式比较得到将等式两边对时间积分，由于B和u c都是交变的，积分常数为0。
整理后得到式中、S、和C皆为常数，可见与成正比，也就是说示波器荧光屏上的电子竖直方向偏转的大小与磁感强度成正比。
至此，可以看出，在磁化电流变化的一周期内，示波器的光点将描绘出一条完整的磁滞回线。
动态磁滞回线的测量班级姓名学号一、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、剩磁和矫顽力的数值。
二、实验原理1.铁磁材料的磁滞性质铁磁材料除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。
当材料磁化时，磁感应强度B不仅与当时的磁场强度H有关，而且决定于磁化的历史情况，如图1所示。
曲线OA表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B随H的增加而增加，称为磁化曲线。
当H增加到某一值时，B几乎不再增加，说明磁化已达到饱和。
材料磁化后，如使H减小，B将不沿原路返回，而是沿另一条曲线下降。
当H从-增加时，B将沿曲线到达A，形成一闭合曲线称为磁滞回线，其中H=0时，|B|=, 称为剩余磁感应强度。
要使磁感应强度B 为零，就必须加一反向磁场-, 称为矫顽力。
各种铁磁材料有不同的磁滞回线，主要区别在于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。
由于铁磁材料的磁滞特性，磁性材料所处的某一状态必然和它的历史有关。
为了使样品的磁特性能重复出现，也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态(H=0,B=0)开始，在测量前必须进行退磁，以消除样品中的剩余磁性。
图1 B-H磁滞回线2.示波器测量磁滞回线的原理图2所示为示波器测动态磁滞回线的原理电路。
将样品制成闭合的环形，然后均匀地绕以磁化线圈及副线圈，即所谓的罗兰环。
交流电压u加在磁化线圈上，为取样电阻，其两端的电压加到示波器的x轴输入端上。
副线圈与电阻和电容串联成一回路。
电容C两端的电压u加到示波器的y输入端上。
图2 用示波器测动态磁滞回线的原理图(1) (x轴输入)与磁场强度H成正比若样品的平均周长为l，磁化线圈的匝数为，磁化电流为i 1(瞬时值)，根据安培环路定理，有Hl=,而，所以(1)由于式中、ｌ和皆为常数，因此，该式清楚地表明示波器荧光屏上电子束水平偏转的大小()与样品中的磁场强度(H)成正比。
〖实验三十〗用示波器观测动态磁滞回线〖目的要求〗1、学习使用示波器对动态磁滞回线进行观察和测量，了解磁感应强度和磁场强度的测量方法；2、学习应用RC 积分电路；3、了解铁磁性材料的动态磁化特性。
〖仪器用具〗动态磁滞回线测量仪（包括正弦波信号源、待测铁磁样品及绕组、积分电路所用的电阻和电容），双踪读出示波器，直流电源，数字多用表，滑线变阻器。
〖实验原理〗1、铁磁材料的磁化特性把物体放在外磁场H 中，物体就会被磁化，其内部产生磁场。
设其内部磁化强度为M ，磁感应强度为B ，可以定义磁化率m χ和相对磁导率r μ表征物质被磁化的难易程度：0m r M H B Hχμμ==物质的磁性按磁化率m χ可以分为抗磁性、顺磁性和铁磁性三种。
抗磁性物质的磁化率为负值，通常在5610~10--的量级，且几乎不随温度变化；顺磁性物质的磁化率通常为2410~10--之间，且随温度线性增大；而铁磁性物质的磁化率通常远大于1，且随温度增高而变小。
除了磁导率高以外，铁磁材料还具有特殊的磁化规律。
对一个处于磁中性状态（H=0且B=0）的铁磁材料加上由小变大的磁场H 进行磁化时，磁感应强度B 随H 的变化曲线称为起始磁化曲线，它大致分为三个阶段：①可逆磁化阶段，当H 很小的时候，B 随H 变化可逆，见图中OA 段，若减小H ，B 会沿AO返回至原点；②不可逆磁化阶段，见图中AS 段，若减小H ，B 不会沿SA 返回（比如当磁场从D 点的D H 减小到D H H -∆，再从D H H -∆增大到D H ，B-H 轨迹会是图中点线所示的回线样式）；③饱和磁化阶段，见图中SC 段，在S 点材料已经被磁化至饱和状态，继续增大H ，磁化强度M 不再增大，由于0(M H)βμ=+，B 会随H 线性增大，但增量极小。
图中S H 和S B 表示M 刚刚达到饱和值时的H 和B 的值，分别称为饱和磁场强度和饱和磁感应强度。
如果将铁磁材料磁化到饱和状态（图中S 点）后再减小磁场H ，那么磁感应强度B 会随H 减小而减小，但并不沿起始磁化曲线SAO 减小，而会沿着SP 这条更缓慢的曲线减小。
