铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线

实验 铁磁材料的磁滞回线的测绘

【实验目的】

1、了解铁磁材料的磁滞性质。

2、了解用示波器显示磁滞回线的基本原理。 3、测绘材料的磁滞回线。 【实验仪器】

磁滞回线实验组合仪、实验仪、测试仪、双踪示波器 【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，铁磁质仍保留磁化状态，图10-1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HS时，B到达饱和值BS，oabs称为起始磁化曲线。图10-1表明，当磁场从HS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。

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

图10-1还表明，当磁场按HS→O→HD→-HS→O→HD´→HS次序变化，相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDSRDS变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。

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图 10-4 不同铁磁材料的磁滞回线

图10-1 铁磁物质起始磁化曲线曲线和磁滞回线 可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据，图10-4为常见的两种典型的磁滞回线，其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来制造永磁体。 【实验内容】

一、观察磁滞回线波形 1、电路连接

连接线路，取R1＝2.5Ω，“U选择”置于O位，U1和U2分别接示波器的“X输入”和“Y输入”，接地⊥。 2、样品退磁

开启实验仪电源，对试样进行退磁，转动“U选择”旋钮，令U从0增至3V，再从3V降为O。 3、观察波形

开启示波器电源，调光点位于示波器中点。调节示波器至x-y模式（按下CHl-X键）。调U2=2.2V（或某值），以及调X和Y轴的灵敏度，使曲线为合适的图形。 在方格纸上按比例描绘屏上显示的磁滞回线，计算出特殊点（H、B）的值。 4．先关掉实验仪的电源，换接另一样品，线路其它部分不变，再合电源，观察其波形。

5．观察比较两样品的磁滞回线，并指出其类型。 【数据处理】

求：Hc， Hm, Br, Bm

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