实验19铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 铁磁物质(铁、钻、钢、镍、铁镍合金等)的磁性有两个特点:其一是在外磁场作 用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高,而且磁导率随磁化场强度变化: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。因而它的磁化规律很复杂。要具体了解某 种铁磁材料的磁性,就必须测出它的磁化曲线和磁滞回线。 实验目的和学习要求 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.测定样品的基本磁化曲线,作μ一H曲线: 3.测定样品的HC、Br、Bm和(Hm·Bm)等参数: 4.测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。 实验原理 1.起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线 图191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增至时,B到达饱和值Bs,oas称为起始磁化曲线。图19-1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B。 当磁场反向从0逐渐变至-H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19-I还表明,当磁场按Hs+O→HD*-Hs→O→HD·Hs次字变化,相应的越感应 强度B则沿闭合曲线SRDS'RDS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一去磁一反向磁化一反 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 图191铁磁质起始磁化曲线和磁滞 图19-2同一铁磁材料的一簇磁滞回线实验 19 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 铁磁物质(铁、钴、钢、镍、铁镍合金等)的磁性有两个特点:其一是在外磁场作 用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高,而且磁导率随磁化场强度变化;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。因而它的磁化规律很复杂。要具体了解某 种铁磁材料的磁性,就必须测出它的磁化曲线和磁滞回线。 实验目的和学习要求 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. 测定样品的基本磁化曲线,作μ-H 曲线; 3. 测定样品的 HC、Br、Bm 和(Hm·Bm)等参数; 4. 测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。 实验原理 1.起始磁化曲线、基本磁化曲线和磁滞回线 图 19-1 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 19-1 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 19-1 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 RDS 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。 图 19-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞 回线 图 19-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线