实验?/p>
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验目的?/p>
1
、认识铁磁物质的磁化规律?/p>
2
、测定样品的基本磁化曲线,作
?/p>
-H
曲线?/p>
3
、测定样品的
H
c
?/p>
B
r
?/p>
B
m
?/p>
[H
m
?/p>
B
m
]
等参?/p>
4
、测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗?/p>
实验仪器?/p>
示波器、磁滞回线实验箱,导线?/p>
实验原理?/p>
铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材料。铁?/p>
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?/p>
故磁导率
?/p>
很高。另一特征是磁滞,即磁化场作用?/p>
止后,铁磁质仍保留磁化状?/p>
(
有剩?/p>
)
,图一为铁磁物
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
B
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
H
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
图一
图一中的原点
O
表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,?/p>
B=H=0
,当磁场
H
从零开?/p>
增加时,磁感应强?/p>
B
随之缓慢上升,如线段
oa
所示,继之
B
?/p>
H
迅速增长,?/p>
ab
所示,
其后
B
的增长又趋缓慢,并当
H
增至
H
S
时,
B
到达饱和?/p>
B
S
?/p>
oabs
称为起始磁化曲线。图
一表明,当磁场?/p>
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
?/p>
O
”点,而是沿另一条新的曲?/p>
SR
下降,比较线?/p>
OS
?/p>
SR
可知?/p>
H
减小
B
相应也减小,?/p>
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
?/p>
H=0
时,
B
不为零,而保留剩?/p>
Br
?/p>
当磁场反向从零逐渐变至
-H
D
时,磁感应强?/p>
B
?/p>
失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场?/p>
H
D
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?/p>
RD
称为退磁曲线?/p>
图一还表明,当磁场按
H
S
?/p>
O
?/p>
-H
D
?/p>
-H
S
?/p>
O
?/p>
H
D
?/p>
H
S
次序变化,相应的磁感应强?/p>
B
则沿闭合曲线
SRDS
?/p>
R
?/p>
D
?/p>
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?/p>
,将沿磁滞回
线反复被磁化
?/p>
去磁
?/p>
反向磁化
?/p>
反向去磁。在此过?/p>
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?/p>
应该说明,当初始态为
H=B=0
的铁磁材料,在交变磁?/p>
强度由弱到强
,
依次进行磁化,可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线,如图二所
?/p>
,
这些
磁滞回线顶点的连线称为铁磁材料的
基本磁化曲线
,由此可近似确定其磁导率
H
B
?
?/p>
,因
B
?/p>
H
非线性,故铁磁材料的
?/p>
不是常数而是?/p>
H
而变化(如图三所示)
。铁磁材料的相对
磁导率可高达数千乃至数万,这一特点是它用途广泛的主要原因之一?/p>
图一
图二