資源描述：
《鐵磁材料的磁滯回線及基本磁化曲線》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線---（理學院，應(yīng)用物理專業(yè)11-1,-------）摘要：鐵磁物質(zhì)是一種性能特異，用途廣泛的材料。其特征是在外磁場作用下能被強烈磁化，故磁導率μ很高。另一特征是磁滯，即磁化場作用停止后，鐵磁質(zhì)仍保留磁化狀態(tài)。研究鐵磁材料的特性有著重要的意義，它在傳統(tǒng)工業(yè)、生物醫(yī)學中磁應(yīng)用、軍事領(lǐng)域以及考古天文地址采礦界領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。研究鐵磁材料重要的方法是測量和分析磁滯回線和基本磁化曲線。本文是我在做大學物理基礎(chǔ)實驗——測定鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線時的總結(jié)和心得體會。關(guān)鍵詞
2、：鐵磁材料；磁滯回線；基本磁化曲線1引言鐵磁材料除了具有高的磁導率外，另一重要的磁性特點就是磁滯。設(shè)鐵磁性材料已沿起始磁化曲線磁化到飽和，磁化開始飽和時的磁感應(yīng)強度值用表示。如果在達到飽和狀態(tài)之后使H減小，這時B的值也要減小，但不沿原來的曲線下降，而是沿著上一條曲線段下降，對應(yīng)的值比原先的值大，說明鐵磁質(zhì)磁化過程是不可逆的過程。當H=0時,B不為零，而是大于零，稱為剩余磁感應(yīng)強度。通過剩余極化強度可以判斷材料是硬磁材料還是軟磁材料，還有磁化能力等。2理論鐵磁物質(zhì)是一種性能特異，用途廣泛的材料。鐵、鈷、鎳及其
3、眾多合金以及含鐵的氧化物（鐵氧體）均屬鐵磁物質(zhì)。其特征是在外磁場作用下能被強烈磁化，故磁導率μ很高。另一特征是磁滯，即磁化場作用停止后，鐵磁質(zhì)仍保留磁化狀態(tài)，圖1為鐵磁物質(zhì)的磁感應(yīng)強度B與磁化場強度H之間的關(guān)系曲線。圖中的原點O表示磁化之前鐵磁物質(zhì)處于磁中性狀態(tài)，即B＝H＝O，當磁場H從零開始增加時，磁感應(yīng)強度B隨之緩慢上升，如線段oa所示，繼之B隨H迅速增長，如ab所示，其后B的增長又趨緩慢，并當H增至HS時，B到達飽和值BS，oabs稱為起始磁化曲線。圖1表明，當磁場從HS逐漸減小至零，磁感應(yīng)強度B并不
4、沿起始磁化曲線恢復(fù)到“O”點，而是沿另一條新的曲線SR下降，比較線段OS和SR可知，H減小B相應(yīng)也減小，但B的變化滯后于H的變化，這現(xiàn)象稱為磁滯，磁滯的明顯特征是當H＝O時，B不為零，而保留剩磁Br。當磁場反向從O逐漸變至－HD6時，磁感應(yīng)強度B消失，說明要消除剩磁，必須施加反向磁場，HD稱為矯頑力，它的大小反映鐵磁材料保持剩磁狀態(tài)的能力，線段RD稱為退磁曲線。圖1還表明，當磁場按HS→O→HD→-HS→O→HD′→HS次序變化，相應(yīng)的磁感應(yīng)強度B則沿閉合曲線變化，這閉合曲線稱為磁滯回線。所以，當鐵磁材料處
5、于交變磁場中時（如變壓器中的鐵心），將沿磁滯回線反復(fù)被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此過程中要消耗額外的能量，并以熱的形式從鐵磁材料中釋放，這種損耗稱為磁滯損耗，可以證明，磁滯損耗與磁滯回線所圍面積成正比。圖2同一鐵磁材料的一簇磁滯回線圖1鐵磁質(zhì)起始磁化曲線和磁滯回線圖3鐵磁材料μ與H并系曲線應(yīng)該說明，當初始態(tài)為H＝B＝O的鐵磁材料，在交變磁場強度由弱到強依次進行磁化，可以得到面積由小到大向外擴張的一簇磁滯回線，如圖2所示，這些磁滯回線頂點的連線稱為鐵磁材料的基本磁化曲線，由此可近似確定其磁導率，因B與
6、H非線性，故鐵磁材料的μ不是常數(shù)而是隨H而變化（如圖3所示）。鐵磁材料的相對磁導率可高達數(shù)千乃至數(shù)萬，這一特點是它用途廣泛的主要原因之一。6可以說磁化曲線和磁滯回線是鐵磁材料分類和選用的主要依據(jù)，圖4為常見的兩種典型的磁滯回線，其中軟磁材料的磁滯回線狹長、矯頑力、剩磁和磁滯損耗均較小，是制造變壓器、電機、和交流磁鐵的主要材料。而硬磁材料的磁滯回線較寬，矯頑力大，剩磁強，可用來制造永磁體。圖4不同鐵磁材料的磁滯回線3以下是當時的實驗數(shù)據(jù)處理（具體的過程的步驟這里不再詳談了）[3]電容C(μF)：20電阻R1(
7、Ω)：2.5電阻R2(kΩ)：10截面S(mm2)：120勵磁繞組N1(砸)：150測量繞組N2(砸)：150平均磁路L(mm)：75表一基本磁化曲線與μ－H曲線表4-7-2樣品1在不同電壓下Hm與Bm數(shù)據(jù)記錄表U/V 00.51.01.21.51.8 Hm/(10^3A/m)00.0440.0900.1220.1870.256 Bm/10T00.0780.1340.1590.1930.220 U=Bm/Hm/0.0001.4891.3031.0320.8590.765 U/V2.02.22.52.83.0
8、 Hm/(10^3A/m)0.3070.3600.4440.5240.576 6 Bm/10T0.2350.2470.2610.2710.276 U=Bm/Hm/0.6860.6860.5880.5170.479 表二.磁滯回線表4-7-1樣品1磁滯回線數(shù)據(jù)記錄表H/(10^3A/m)0.0000.0080.0150.0210.0280.035 B/10T-0.039-0.0210.0000.0210.0
