磁化曲线和磁滞回线

1 铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线 铁磁材料分为硬磁和软磁两类。硬磁材料（如铸钢）的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁力较大（120-20000 安/米，甚至更高），因而磁化后，它的磁感应强度能保持，适宜制作永久磁铁。软磁材料（如硅钢片）的磁滞回线窄，矫顽磁力小（一般小于 120 安/米），但它的磁导率和饱和磁感应强度大，容易磁化和去磁，故常用于制造电机、变压器和电磁铁。可见，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线是该材料的重要特性，也是设计电磁机构或仪表的依据之一。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。 一 实验目的 1、 掌握用示波器观察磁滞回线以及基本磁化曲线的测绘方法 2、 观察磁滞现象，加深对铁磁材料主要物理量（如矫顽力、剩磁和磁导率等）的理解。 二 实验原理 (一)起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线 铁磁材料（如铁、镍、钴和其他铁磁合金）具有独特的磁化性质。取一块未磁化的铁磁材料，譬如以外面密绕线圈的钢圆环样品为例。如果流过线圈的磁化电流从零逐渐增大，则钢圆环中的磁感应强度 B 随激励磁场强度 H 的变化如图1 中oa 段所示。这条曲线称为起始磁化曲线。继续增大磁化电流，即增加磁场强度 H 时，B 上升很缓慢。如果H 逐渐减小，则B 也相应减小，但并不沿ao 段下降，而是沿另一条曲线 ab 下降。 B 随H 变化的全过程如下： 当H 按 O→Hm→O→－cH →－Hm→O→cH →Hm的顺序变化时， B 相应沿 O→mB →rB →O→－mB →－rB →O→mB 的顺序变化。 将上述变化过程的各点连接起来，就得到一条封闭曲线 abcdefa,这条曲线称为磁滞回线。 从图1 可以看出： B HBm Br a b －Hm f o HC c d Hm －HC －Br －Bm e 图 1 2 （1）当H＝0 时，B 不为零，铁磁材料还保留一定值的磁感应强度rB ，通常称rB 为铁磁材料的剩磁。 （2）要消除剩磁rB ，使B 降为零，必须加一个反方向磁场CH ，这个反向磁场强度CH叫做该铁磁材料的矫顽磁力。 （3）H 上升到某一个值和下降到同一数值时，铁磁材料内的B 值并不相同，即磁化过程与铁磁材料过去的磁化经历有关。 对于同一铁磁材料，若开始时不带磁性，依次选取磁化电流为I1、I2、…Im(I1< I2…< Im)则相应的磁场强度为H1、H2、…、Hm。在每一个选定的磁场值下，使其方向发生两次变化（即H1→- H1→H1,…Hm→- Hm...