磁滞回线实验报告.pdfVIP

41 用示波器观测铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线 铁磁材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的 磁带、磁盘等都采用铁磁性材料。磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料的主要特征。 根据磁滞回线的不同，可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽磁力Hc 的大小不同。硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁力大（大于 102A/m），因而磁化后， 其磁感应强度可长久保持，适宜做永久磁铁。软磁材料的磁滞回线窄，矫顽磁力Hc一般小 于 102A/m，但其磁导率和饱和磁感强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、电器和仪 表制造等工业部门。 本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线，以加深对材料磁 特性的认识。 【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、学会用示波器法观测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 Hc 的数值。 4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别。 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】 DH4516N 型动态磁滞回线测试仪，示波器。 【实验原理】 1、磁化曲线 如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质，则磁场将明显增强，此时铁磁物质中的磁 感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度增大百倍，甚至在千倍以上。铁磁物质内部的磁 场强度 H 与磁感应强度 B 有如下的关系： B=μH 对于铁磁物质而言，磁导率μ 并非常数，而是随 H 的变化而改变的物理量，即 μ=ƒ（H ）， 为非线性函数。所以如图 1 所示，B 与 H 也是非线性关系。 铁磁材料的磁化过程为：其未被磁化时的状态称为去磁状态，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 所示。但当 H 增加到一定值（Hs ）后，B 几乎不再随 H 的增加而增加， 说明磁化已达饱和，从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。如图 1 中的OS 端曲线所示。 B μ B S B～H ～H H H 图 1 磁化曲线和μ～H 曲线 2、磁滞回线 当铁磁材料的磁化达到饱和之后，如果将磁化场减少，则铁磁材料内部的B 和 H 也随 之减少，但其减少的过程并不沿着磁化时的 OS 段退回。而且当磁化场撤消，H=0 时，磁 感应强度仍然保持一定数值 B=Br ，称为剩磁（剩余磁感应强度），如图2 所示。 f e d 图 2 起始磁化曲线与磁滞回线 1 若要使被磁化的铁磁材料的磁感应强度 B 减少到 0，必须加上一个反向磁场并逐步增 大。当铁磁材料内部反向磁场强度增加到 H =-Hc 时（图 2 上的 c 点），磁感应强度B 才是 0，达到退磁。图2 中的的bc 段曲线为退磁曲线，Hc 为矫顽磁力。继续增加反向磁场，