實驗報告是把實驗的目的、方法、過程、結果等記錄下來，經過整理，寫成的書面匯報， 以下是為大家整理的關于鐵磁材料的磁滯回線實驗報告5篇 , 供大家參考選擇。
鐵磁材料的磁滯回線實驗報告5篇
【篇一】鐵磁材料的磁滯回線實驗報告
用示波器觀察鐵磁材料的動態磁滯回線實驗報告記錄
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用示波器觀察鐵磁材料動態磁滯回線
【摘要】鐵磁材料按特性分硬磁和軟磁兩大類，鐵磁材料的磁化曲線和磁滯回線，反映該材料的重要特性。軟磁材料的矯頑力Hc小于100A/m，常用做電機、電力變壓器的鐵芯和電子儀器中各種頻率小型變壓器的鐵芯。磁滯回線是反映鐵磁材料磁性的重要特征曲線。矯頑力和飽和磁感應強度Bs、剩磁Br P等參數均可以從磁滯回線上獲得.這些參數是鐵磁材料研制、生產、應用是的重要依據。
【關鍵詞】磁滯回線 示波器 電容 電阻 Bm Hm Br H
【引言】鐵磁物質的磁滯回線能夠反映該物質的很多重要性質。本實驗主要運用示波器的X輸入端和Y輸入端在屏幕上顯示的圖形以及相關數據，來分析形象磁滯回線的一些因素,并根據數據的處理得出動態磁滯回線的大致圖線。
【實驗目的】
1. 認識鐵磁物質的磁化規律，比較兩種典型的鐵磁物質的動態磁化特性。
2. 測定樣品的HD、Br、BS和（Hm·Bm）等參數。
3. 測繪樣品的磁滯回線，估算其磁滯損耗。
【實驗儀器】
電阻箱(兩個),電容(3-5微法)，數字萬用表，示波器，交流電源，互感器。
【實驗原理】
鐵磁物質是一種性能特異，用途廣泛的材料。鐵、鈷、鎳及其眾多合金以及含鐵的氧化物（鐵氧體）均屬鐵磁物質。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，鐵磁質仍保留磁化狀態，圖1為鐵磁物質的磁感應強度B與磁化場強度H之間的關系曲線。
圖中的原點O表示磁化之前鐵磁物質處于磁中性狀態，即B＝H＝O，當磁場H從零開始增加時，磁感應強度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，磁感應強度B并不沿起始磁化曲線恢復到“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相應也減小，但B的變化滯后于H的變化，這現象稱為磁滯，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－HD時，磁感應強度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，相應的磁感應強度B則沿閉合曲線a78bf88a3011b5431df6949742728842.pngeb51bf8336f74cecdc70638d1e6d3d41.png變化，這閉合曲線稱為磁滯回線。所以，當鐵磁材料處于交變磁場中時（如變壓器中的鐵心），將沿磁滯回線反復被磁化→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。word/media/image5.gif 應該說明，當初始態為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d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png5dbe0ea8dd7c59e84dff27e614498d61.png，因B與H非線性，故鐵磁材料的μ不是常數而是隨H而變化（如圖3所示）。鐵磁材料的相對磁導率可高達數千乃至數萬，這一特點是它用途廣泛的主要原因之一。
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，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。
觀察和測量磁滯回線和基本磁化曲線的線路如圖五所示。待測樣品為EI型矽鋼片，N為勵磁繞組，n為用來測量磁感應強度B而設置的繞組。R1為勵磁電流取樣電阻，設通過N的交流勵磁電流為i，根據安培環路定律，樣品的磁化場強
28ba91cf998119b802c861e849de97d3.png L為樣品的平均磁路
∵ 8ab07c7e2acb2f03513fc0bce87c4911.png
79f3fe400c7c87a9aa73dfbb8d6ce0a5.png （1）
(1)式中的N1、L、be473692ca1cbc48985e5e93af6755bf.png均為已知常數，所以由e2acf04ed1d21ffb4b799cedc7b87158.png可確定H。
在交變磁場下，樣品的磁感應強度瞬時值B是測量繞組n和c31aa12a7c7e426ef294ba4b92e74e3b.png電路給定的，根據法拉第電磁感應定律，由于樣品中的磁通φ的變化，在測量線圈中產生的感生電動勢的大小為
word/media/image15.gif (2)
S為樣品的截面積。如果忽略自感電動勢和電路損耗，則回路方程為
a9fd17fc7da4fc5b4d8eeaedf0b4cac4.png
式中2e333706da5361f34692cf7ac2249eeb.png為感生電流，UB為積分電容C兩端電壓,設在Δt時間內，i2向電容932d0ec79260e01afd1dd960c7bc69bb.png的充電電量為Q，則
31744de3e2b82b62c78daa67f2d938e1.png d41d0718814c7501307daaa202006dbf.png
如果選取足夠大的R2和C，使i2R2>>d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pngQ/C，則
b02f3e5b146ae68c71bd24493bd8556b.png
∵ 6ef27cd61bb845c68c9ea4875b5c1771.png
0ed7e18e812de539b7ab95a502364cbc.png (3)
由（2）、（3）兩式可得
d529f6b965c2ff087b41dd84539f5754.png （4）
上式中C、R2、n和S均為已知常數。所以由UB可確定B0
綜上所述，將圖5中的UH和UB分別加到示波器的“X輸入”和“Y輸入”便可觀察樣品的B－H曲線；如將UH和UB加到測試儀的信號輸入端可測定樣品的飽和磁感應強度BS、剩磁Rr、矯頑力HD、磁滯損耗〔WBH〕以及磁導率μ等參數。
【實驗內容與步驟】
一 根據線圈阻值估計線圈匝數
1 按照圖示連接電路;
2 移動滑動變阻器,使電流表和電壓表的示數超過2/3表盤,然后記錄電壓表電流表的示數.
3 分別測左線圈和右線圈的阻值;
4 測量線圈直徑,計算線圈的橫截面積.
二 不同電壓下磁滯回線數據的測量
1. 電路連接：按電路圖連接線路，并令R1＝2.5Ω。UH和UB分別接示波器的“X輸入”和“Y輸入”。
2. 樣品退磁：開啟實驗儀電源，對試樣進行退磁，即順時針方向轉動“U選擇”旋鈕，令U從0增至10V，然后逆時針方向轉動旋鈕，將U從最大值降為O，其目的是消除剩磁，確保樣品處于磁中性狀態，如圖6所示。
word/media/image26.gif
3. 觀察磁滯回線：開啟示波器電源，調至X-Y方式，且X輸入端和Y輸入端都為“DC”。令光點位于坐標網格中心，令U＝6.0V，并分別調節示波器x和y軸的靈敏度，使顯示屏上出現圖形大小合適的磁滯回線（若圖形頂部出現編織狀的小環，如圖7所示，這時可降低勵磁電壓U予以消除）。
4. 觀察基本磁化曲線，按步驟2對樣品進行退磁，從U＝0開始，逐檔提高勵磁電壓，將在顯示屏上得到面積由小到大一個套一個的一簇磁滯回線。這些磁滯回線頂點的連線就是樣品的基本磁化曲線，借助長余輝示波器，便可觀察到該曲線的軌跡。
5. 測繪μ－H曲線：仔細閱讀測試儀的使用說明，接通實驗儀和測試儀之間的連線。開啟電源，對樣品進行退磁后，依次測定U＝0.5，1.0…3.0V時的十組Hm和Bm值，作μ～H曲線。
7. 令U=11.0V，R1＝2.5Ω測定樣品1的BS,Rr,HD,WBH,等參數。
8. 取步驟7中的H和其相應的B值，用坐標紙繪制B－H曲線（如何取數？取多少組數據？自行考慮），并估算曲線所圍面積。
【數據記錄及處理】
一 根據線圈阻值估計線圈匝數。
已知0.5mm直徑的漆包線每米長度對應1.678歐姆。
二 不同電壓下磁滯回線數據的測量
勵磁繞組N1(砸)：180 測量繞組N2(砸)：65 平均磁路L(mm)：50
電容C(μF)：4.3 電阻R1(Ω)：2.5 電阻R2(kΩ)：60 截面S(mm2)： 200
利用上表，根據hm與bm等數據求出Hmi與Bmi，如下：
Hmi=N1hmi/LR1 Bmi=R2C2bmi/N2S
其中:N1=180 , N2=65 , L=50mm
當路端電壓為11.0V時,磁滯回線包圍的面積不再增大,達到飽和磁滯回線.如下圖，此時：
【誤差分析及改進】
實驗中誤差的來源主要是一：線圈本身有內阻，使得數據處理過程中對R1的處理偏小，使最終計算出的Hm偏大；二 對線圈匝數和線圈橫截面積的估算，由于實驗儀器參數的缺失，利用估算出的數據進行數據處理會有一定的偏差。
改進方法：可以利用低電阻測量阻值的方法，利用開爾文電橋法通直流電源然后測量線圈的確切阻值，從而利用線圈估算線圈匝數的時候也可以精確一些。
【實驗過程中現象的討論及應注意的問題】
在實驗過程中注意到：a01534ebbcf78c67ab5c9d008d6fb498.png隨著電源頻率的增加，磁滯回線逐漸變化，最終當電源頻率超過1kz時，磁滯回線會變成橢圓，這表明鐵磁介質的磁化特性隨著磁化信號頻率的變化而變化。6a09b7c46a417221c84b05dc7720b274.png隨著R2的增大，磁滯回線的面積也隨之增大，這是因為Bmi=R2C2bmi/N2S，Bm與R2成正比；d05806a91d1fe4875a3b01149d08d6b3.png隨著R1的增大，磁滯回線額大面積反而減小，這是因為Hmi=N1hmi/LR1，Hm與R1成反比。
實驗時應注意的問題：a01534ebbcf78c67ab5c9d008d6fb498.png在調節SS-7802A示波器的過程中注意選擇X-Y檔，X輸入和Y輸入均選用DC檔；6a09b7c46a417221c84b05dc7720b274.png注意R1的阻值要選擇小一點的2-3歐姆，R2的阻值要選擇的大一些，60000歐姆以上，電容的值要選擇在5-10微法左右。
【篇二】鐵磁材料的磁滯回線實驗報告
用示波器觀察鐵磁材料的動態磁滯回線-實驗報告
用示波器觀察鐵磁材料動態磁滯回線
【摘要】鐵磁材料按特性分硬磁和軟磁兩大類，鐵磁材料的磁化曲線和磁滯回線，反映該材料的重要特性。軟磁材料的矯頑力Hc小于100A/m，常用做電機、電力變壓器的鐵芯和電子儀器中各種頻率小型變壓器的鐵芯。磁滯回線是反映鐵磁材料磁性的重要特征曲線。矯頑力和飽和磁感應強度Bs、剩磁Br P等參數均可以從磁滯回線上獲得.這些參數是鐵磁材料研制、生產、應用是的重要依據。
【關鍵詞】磁滯回線 示波器 電容 電阻 Bm Hm Br H
【引言】鐵磁物質的磁滯回線能夠反映該物質的很多重要性質。本實驗主要運用示波器的X輸入端和Y輸入端在屏幕上顯示的圖形以及相關數據，來分析形象磁滯回線的一些因素,并根據數據的處理得出動態磁滯回線的大致圖線。
【實驗目的】
1. 認識鐵磁物質的磁化規律，比較兩種典型的鐵磁物質的動態磁化特性。
2. 測定樣品的HD、Br、BS和（Hm·Bm）等參數。
3. 測繪樣品的磁滯回線，估算其磁滯損耗。
【實驗儀器】
電阻箱(兩個),電容(3-5微法)，數字萬用表，示波器，交流電源，互感器。
【實驗原理】
鐵磁物質是一種性能特異，用途廣泛的材料。鐵、鈷、鎳及其眾多合金以及含鐵的氧化物（鐵氧體）均屬鐵磁物質。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，鐵磁質仍保留磁化狀態，圖1為鐵磁物質的磁感應強度B與磁化場強度H之間的關系曲線。
圖中的原點O表示磁化之前鐵磁物質處于磁中性狀態，即B＝H＝O，當磁場H從零開始增加時，磁感應強度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，磁感應強度B并不沿起始磁化曲線恢復到“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相應也減小，但B的變化滯后于H的變化，這現象稱為磁滯，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－HD時，磁感應強度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，相應的磁感應強度B則沿閉合曲線a78bf88a3011b5431df6949742728842.pngeb51bf8336f74cecdc70638d1e6d3d41.png變化，這閉合曲線稱為磁滯回線。所以，當鐵磁材料處于交變磁場中時（如變壓器中的鐵心），將沿磁滯回線反復被磁化→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。word/media/image5.gif 應該說明，當初始態為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d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png5dbe0ea8dd7c59e84dff27e614498d61.png，因B與H非線性，故鐵磁材料的μ不是常數而是隨H而變化（如圖3所示）。鐵磁材料的相對磁導率可高達數千乃至數萬，這一特點是它用途廣泛的主要原因之一。
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，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。
觀察和測量磁滯回線和基本磁化曲線的線路如圖五所示。待測樣品為EI型矽鋼片，N為勵磁繞組，n為用來測量磁感應強度B而設置的繞組。R1為勵磁電流取樣電阻，設通過N的交流勵磁電流為i，根據安培環路定律，樣品的磁化場強
28ba91cf998119b802c861e849de97d3.png L為樣品的平均磁路
∵ 8ab07c7e2acb2f03513fc0bce87c4911.png
79f3fe400c7c87a9aa73dfbb8d6ce0a5.png （1）
(1)式中的N1、L、be473692ca1cbc48985e5e93af6755bf.png均為已知常數，所以由e2acf04ed1d21ffb4b799cedc7b87158.png可確定H。
在交變磁場下，樣品的磁感應強度瞬時值B是測量繞組n和c31aa12a7c7e426ef294ba4b92e74e3b.png電路給定的，根據法拉第電磁感應定律，由于樣品中的磁通φ的變化，在測量線圈中產生的感生電動勢的大小為
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S為樣品的截面積。如果忽略自感電動勢和電路損耗，則回路方程為
a9fd17fc7da4fc5b4d8eeaedf0b4cac4.png
式中2e333706da5361f34692cf7ac2249eeb.png為感生電流，UB為積分電容C兩端電壓,設在Δt時間內，i2向電容932d0ec79260e01afd1dd960c7bc69bb.png的充電電量為Q，則
31744de3e2b82b62c78daa67f2d938e1.png d41d0718814c7501307daaa202006dbf.png
如果選取足夠大的R2和C，使i2R2>>d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pngQ/C，則
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∵ 6ef27cd61bb845c68c9ea4875b5c1771.png
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由（2）、（3）兩式可得
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上式中C、R2、n和S均為已知常數。所以由UB可確定B0
綜上所述，將圖5中的UH和UB分別加到示波器的“X輸入”和“Y輸入”便可觀察樣品的B－H曲線；如將UH和UB加到測試儀的信號輸入端可測定樣品的飽和磁感應強度BS、剩磁Rr、矯頑力HD、磁滯損耗〔WBH〕以及磁導率μ等參數。
【實驗內容與步驟】
一 根據線圈阻值估計線圈匝數
1 按照圖示連接電路;
2 移動滑動變阻器,使電流表和電壓表的示數超過2/3表盤,然后記錄電壓表電流表的示數.
3 分別測左線圈和右線圈的阻值;
4 測量線圈直徑,計算線圈的橫截面積.
二 不同電壓下磁滯回線數據的測量
1. 電路連接：按電路圖連接線路，并令R1＝2.5Ω。UH和UB分別接示波器的“X輸入”和“Y輸入”。
2. 樣品退磁：開啟實驗儀電源，對試樣進行退磁，即順時針方向轉動“U選擇”旋鈕，令U從0增至10V，然后逆時針方向轉動旋鈕，將U從最大值降為O，其目的是消除剩磁，確保樣品處于磁中性狀態，如圖6所示。
word/media/image26.gif
3. 觀察磁滯回線：開啟示波器電源，調至X-Y方式，且X輸入端和Y輸入端都為“DC”。令光點位于坐標網格中心，令U＝6.0V，并分別調節示波器x和y軸的靈敏度，使顯示屏上出現圖形大小合適的磁滯回線（若圖形頂部出現編織狀的小環，如圖7所示，這時可降低勵磁電壓U予以消除）。
4. 觀察基本磁化曲線，按步驟2對樣品進行退磁，從U＝0開始，逐檔提高勵磁電壓，將在顯示屏上得到面積由小到大一個套一個的一簇磁滯回線。這些磁滯回線頂點的連線就是樣品的基本磁化曲線，借助長余輝示波器，便可觀察到該曲線的軌跡。
5. 測繪μ－H曲線：仔細閱讀測試儀的使用說明，接通實驗儀和測試儀之間的連線。開啟電源，對樣品進行退磁后，依次測定U＝0.5，1.0…3.0V時的十組Hm和Bm值，作μ～H曲線。
7. 令U=11.0V，R1＝2.5Ω測定樣品1的BS,Rr,HD,WBH,等參數。
8. 取步驟7中的H和其相應的B值，用坐標紙繪制B－H曲線（如何取數？取多少組數據？自行考慮），并估算曲線所圍面積。
【數據記錄及處理】
一 根據線圈阻值估計線圈匝數。
已知0.5mm直徑的漆包線每米長度對應1.678歐姆。
二 不同電壓下磁滯回線數據的測量
勵磁繞組N1(砸)：180 測量繞組N2(砸)：65 平均磁路L(mm)：50
電容C(μF)：4.3 電阻R1(Ω)：2.5 電阻R2(kΩ)：60 截面S(mm2)： 200
利用上表，根據hm與bm等數據求出Hmi與Bmi，如下：
Hmi=N1hmi/LR1 Bmi=R2C2bmi/N2S
其中:N1=180 , N2=65 , L=50mm
當路端電壓為11.0V時,磁滯回線包圍的面積不再增大,達到飽和磁滯回線.如下圖，此時：
【誤差分析及改進】
實驗中誤差的來源主要是一：線圈本身有內阻，使得數據處理過程中對R1的處理偏小，使最終計算出的Hm偏大；二 對線圈匝數和線圈橫截面積的估算，由于實驗儀器參數的缺失，利用估算出的數據進行數據處理會有一定的偏差。
改進方法：可以利用低電阻測量阻值的方法，利用開爾文電橋法通直流電源然后測量線圈的確切阻值，從而利用線圈估算線圈匝數的時候也可以精確一些。
【實驗過程中現象的討論及應注意的問題】
在實驗過程中注意到：a01534ebbcf78c67ab5c9d008d6fb498.png隨著電源頻率的增加，磁滯回線逐漸變化，最終當電源頻率超過1kz時，磁滯回線會變成橢圓，這表明鐵磁介質的磁化特性隨著磁化信號頻率的變化而變化。6a09b7c46a417221c84b05dc7720b274.png隨著R2的增大，磁滯回線的面積也隨之增大，這是因為Bmi=R2C2bmi/N2S，Bm與R2成正比；d05806a91d1fe4875a3b01149d08d6b3.png隨著R1的增大，磁滯回線額大面積反而減小，這是因為Hmi=N1hmi/LR1，Hm與R1成反比。
實驗時應注意的問題：a01534ebbcf78c67ab5c9d008d6fb498.png在調節SS-7802A示波器的過程中注意選擇X-Y檔，X輸入和Y輸入均選用DC檔；6a09b7c46a417221c84b05dc7720b274.png注意R1的阻值要選擇小一點的2-3歐姆，R2的阻值要選擇的大一些，60000歐姆以上，電容的值要選擇在5-10微法左右。
【篇三】鐵磁材料的磁滯回線實驗報告
大物實驗報告
姓名：范旭東 學號：2012033010022
一．實驗名稱：用mathcad畫磁滯回線
二．實驗目的：進一步熟悉Mathcad的使用方法，借助mathcad分析磁滯回線
三．實驗原理：
1. 順磁質的磁導率很小，但是是一個常量，不隨外磁場變化而變化，故順磁質的和的關系是線性關系。但鐵磁質不是這樣，不僅它的磁導率比順磁質大得多，而且，當外磁場改變時，它的磁導率還隨磁場強度的變化而變化。圖中線段是從實驗得出的某一鐵磁質開始磁化時的曲線，也叫初始磁化曲線。從曲線中可以看出和之間是非線性關系。當從零逐漸增大時，B急劇地增加，這是因為磁疇在磁場的作用下迅速沿外磁場排列的緣故；到達點N以后，再增大時，增加地就比較慢了；當達到點以后，再增加外磁場強度時，的增加就十分緩慢，呈現出磁化已飽和的程度。點所對應的值一般叫做磁感應強度，這時，在鐵磁質中，幾乎所有磁疇都已沿著外磁場方向排列了。這時的磁場強度用表示。
當磁場強度達到后就開始減小，那么，在減小的過程中，曲線是否仍按原來的起始磁化曲線退回來呢？實驗表明，當外磁場由逐漸減小時，磁感強度并不沿起始曲線減小，而是沿著另一條曲線比較緩慢地減小。這種的變化落后于的變化的現象，叫做磁滯現象，簡稱磁滯。
由于磁滯的緣故，當磁場強度減小到零（即）時，磁感強度并不等于零，而是仍有一定數值，叫做剩余磁感強度，簡稱剩磁。這是鐵磁質特有的性質。如果一鐵磁質有剩磁存在，這就表明它已被磁化過。由圖可以看出，隨著反向磁場的增加，逐漸減小，當達到時，等于零，這時鐵磁質的剩磁就消失了，鐵磁質也就不顯現磁性。通常把稱為矯頑力，它表示鐵磁質抵抗去磁的能力。當反向磁場不斷增強到時，材料的反向磁化同樣能達到飽和點。此后，反向磁場逐漸減弱到零，曲線便沿變化，從而完成一個循環。所以，由于磁滯，曲線就形成一個閉合曲線，這個閉合曲線叫做磁滯回線。
2.一般的鐵磁質都有對應的的磁滯回線——即當磁場強度周期性變化時，表示鐵磁性物質或亞鐵磁性物質磁滯現象的閉合磁化曲線。相對于坐標原點對稱的磁滯回線稱為“正常磁滯回線”。其中磁矩m與周期性外磁場H（t）和溫度T有關系：
四． 實驗步驟：
1.打開mathcad軟件，將程序輸入mathcad初始分別定義w=0.1，h=0.6，T=0.6得到下圖
2.依次改變w的值，每改變一次就需要調整m（0）直到磁滯回線閉合。得到下列圖片：
（1）w=0.2時
（2）w=0.8時
（3）w=1.6時
3.依次改變h的值，每改變一次就需要調整m（0）直到磁滯回線閉合。得到下列圖片：
（1）h=0.2時
（2）h=0.6時（圖形見初始圖）
（3）h=1.0時
五．實驗結論：
分析圖片，結果顯示磁回滯線的形態和區域是極大程度上受到振蕩場幅度和頻率的影響的。不同的振蕩場幅度和頻率會有不同的磁滯回線，甚至有時幅度和頻率取值會使得磁滯回線不閉合，所以在畫圖時應該注意。
六． 實驗總結、心得：
利用mathcad可以輕松的畫出復雜的磁滯回線，但是每一次修改w或者h后都需要對m（0）進行調整，使得磁滯回線閉合，再微調的過程中，先從原來的值附近開始增大或者減小的調節，不斷修正，直到閉合。（吐槽一下：學校電腦好渣，每次調完數據需要等好久才會顯示出來，發現沒有閉合又需要再重新修改值，最難的就是等待！）在畫的過程中可能有時需要調好久才回出現閉合的趨勢，這時在微調，一直到曲線完美閉合！！
【篇四】鐵磁材料的磁滯回線實驗報告
實驗名稱： 用示波器觀測鐵磁材料的動態磁滯回線
姓 名 學 號 班 級
桌 號 教 室 基礎教學樓1101
實驗日期 2016年 月 日 節
一、實驗目的：
1、掌握磁滯、磁滯回線、磁化曲線、基本磁化曲線、矯頑力、剩磁、和磁導率的的概念。
2、學會用示波法測繪基本磁化曲線和動態磁滯回線。
3、根據磁滯回線測定鐵磁材料在某一頻率下的飽和磁感應強度Bs、剩磁Br和矯頑力Hc的數值。
4、研究磁滯回線形狀與頻率的關系；并比較不同材料磁滯回線形狀。
二、實驗儀器
1. 雙蹤示波器
2. DH4516C型磁滯回線測量儀
三、實驗原理
（一）鐵磁物質的磁滯現象
鐵磁性物質除了具有高的磁導率外，另一重要的特點就是磁滯。以下是關于磁滯的幾個重要概念
1、飽和磁感應強度BS、飽和磁場強度HS和磁化曲線
鐵磁材料未被磁化時，H和B均為零。這時若在鐵磁材料上加一個由小到大的磁化場，則鐵磁材料內部的磁場強度H與磁感應強度B也隨之變大，其B-H變化曲線如圖1（OS）曲線所示。到S后，B幾乎不隨H的增大而增大，此時，介質的磁化達到飽和。與S對應的HS稱飽和磁場強度，相應的BS稱飽和磁感應強度。我們稱曲線OS為磁性材料的磁化曲線。
圖1 磁性材料的磁化曲線 圖2 磁滯回線和磁化曲線
2、磁滯現象、剩磁、矯頑力、磁滯回線
當鐵磁質磁化達到飽和后，如果使H逐步退到零，B也逐漸減小，但B的減小“跟不上”H的減小（B滯后于H）。即：其軌跡并不沿原曲線SO，而是沿另一曲線Sb下降。當H下降為零時，B不為零，而是等于Br ，說明鐵磁物質中，當磁化場退為零后仍保留一定的磁性。這種現象叫磁滯現象，Br叫剩磁。若要完全消除剩磁Br ，必須加反向磁場，當B=0時磁場的值Hc為鐵磁質的矯頑力。
當反向磁場繼續增加，鐵磁質的磁化達到反向飽和。反向磁場減小到零，同樣出現剩磁現象。不斷地正向或反向緩慢改變磁場，磁化曲線成為一閉合曲線，這個閉合曲線稱為磁滯回線，如圖2所示。
3、基本磁化曲線
對于同一鐵磁材料，設開始時呈去磁狀態，依次選取磁化電流I1、I2、….In，則相應的磁場強度為H1、H2、….H3，在每一磁化電流下反復交換電流方向（稱為磁鍛煉），即在每一個選定的磁場值下，使其方向反復發生幾次變化（如H1→- H1→H1→- H1….），這樣操作的結果，是在每一個電流下都將得到一條磁滯回線，最后，可得一組逐漸增大的磁滯回線。我們把原點O和各個磁滯回線的頂點a1、a2、….所連成的曲線稱為鐵磁材料的基本磁化曲線，如圖3所示。
圖3基本磁化曲線
（二）利用示波器觀測鐵磁材料動態磁滯回線測量原理
1、示波器顯示B—H曲線原理線路
由上述磁滯現象可知，要觀測磁介質磁滯現象及相應的物理量，需要根據磁化過程測定材料內部的磁場強度和磁感應強度。因此，測量裝置必須具備三個功能：
1 提供使樣品磁化的可調強度的磁場（磁化場）
② 可跟蹤測量與磁化場有一一對應關系的樣品的磁感應強度
③ 可定量顯示樣品的磁化過程
圖4 磁滯回線的測量原理圖
圖4是利用示波器觀測鐵磁材料動態磁滯回線測量裝置原理圖：首先將待測的鐵磁物質制成一個環形樣品，在樣品上繞有原線圈即勵磁線圈N1匝，由它提供磁化場；在樣品上再繞副線圈即測量線圈N2匝，由它來跟蹤測量與磁化場有一一對應關系的樣品的磁感應強度；由示波器來定量顯示磁化過程。
如圖4，設L為環形樣品的平均磁路長度，若在線圈N1中通過勵磁電流I1時，此電流在樣品內產生磁場，磁場強度H的大小根據安培環路定律:
，
即：I1
R1兩端電壓U1為： U1= I1 R1= H (1)
由（1）式可知，若將電壓U1輸入示波器 X偏轉板時，示波器上任一時刻電子束在X軸的偏轉正比于磁場強度H。
為了追蹤測量樣品內的磁感應強度B,在截面面積為S的樣品中纏繞副線圈N2，B可通過副線圈N2中由于磁通量變化而產生的感應電動勢ε來測定。根據電磁感應定律：
即： ε=-)
B=-
為了獲得與B相關聯的電壓數值（因示波器只接收電壓），在副線圈上串聯一個電阻R2與電容C，電阻R2與電容C構成一個積分電路，此時ε=iR2+Uc(i為感生電流，Uc為積分電容兩端電壓)，適當選擇R2與電容C，使R2 則電容兩端的電壓Uc為：
Uc= (2)
由（2）式可知，若將電壓Uc輸入示波器的Y偏轉板，示波器上任一時刻電子束在Y軸的偏轉正比于樣品中的磁感應強度B。
這樣，當示波器處于X-Y狀態，X偏轉板接U1，Y偏轉板接Uc，示波器屏上即可顯示磁化過程。
2、示波器的定標
為了定量研究磁化曲線、磁滯回線，必須對示波器定標。即：確定示波器的X軸的每格代表多少H值(A/m)，Y軸每格代表多少B(T)。
在示波器X偏轉板上UX、Y偏轉板UY可準確測量，且R1、R2、C都為已知的標準元件的情況下，設
Sx為示波器X軸的電壓靈敏度,X為水平方向的位移格數；SY為示波器Y軸的電壓靈敏度，Y為垂直方向的位移格數；則：
UX=SxX ； UY=SYY (3)
將（3）代入（1）、（2）得：
H= (4)
B= (5)
四、實驗內容
(一) 熟悉示波器并測量信號源輸出信號的周期
1、實驗前準備
①將“動態法磁滯回線實驗儀”頻率輸出調節為100Hz，幅度值適中；
②示波器處于測量信號波形狀態，使示波器輝度適中；調節X、Y位移旋鈕使光點居中
③用標準信號校準示波器X、Y軸靈敏度旋鈕，（注意：三個微調旋鈕逆時針旋到底）
請在下圖中畫出信號源輸出信號的波形圖，并計算其周期：
(二)顯示和觀察兩種樣品在25Hz、50Hz、100Hz、150Hz交流信號下的磁滯回線圖形
1、實驗準備
1）按圖4所示的原理線路檢查接線連接是否正確
2）逆時針調節“幅度調節”旋鈕到底，使信號輸出最小。
3）調示波器顯示工作方式為X-Y方式。示波器X輸入為AC方式，測量采樣電阻R1的電壓U1；示波器Y輸入為DC方式，測量積分電容的電壓Uc。
4）接通示波器和DH4516C型動態磁滯回線實驗儀電源，適當調節示波器輝度及X、Y位移旋鈕使光點居中。
2、顯示和觀察兩種樣品的交流信號下的磁滯回線圖形（先測量樣品1）
1）單調增加磁化電流，即緩慢順時針調節“幅度調節”旋鈕，使示波器顯示的磁化曲線上B值增加緩慢，達到飽和。改變示波器上X、Y軸的靈敏度,調節R1、R2的大小，使示波器顯示出典型美觀的磁滯回線圖形。
2）分別觀測頻率為、、、，不同頻率下的磁滯回線形狀（注意：由于鐵磁材料的磁化狀態與磁化歷史有關，磁滯回線又與其起始端點的磁化狀態有關。觀測每一頻率下的磁滯回線前，必須使幅度值降為零。否則，觀測無意義）。
3）換樣品2重復上述過程
結論：
1、（樣品1）磁滯回線形狀與信號頻率關系：
。
2、（樣品2）磁滯回線形狀與信號頻率關系：
。
3、樣品1、樣品2磁滯回線形狀比較：
。
(三)測量 樣品1、2的矯頑力、飽和磁感應強度BS、飽和磁場強度HS和磁滯回線
(本實驗裝置使用交變電流，所以每個狀態都是經過充分的“磁鍛煉”，隨時可以獲得磁滯回線。只要調節示波器上X、Y軸的靈敏度,調節R1、R2的大小，使示波器顯示出典型美觀的磁滯回線圖形，即可測量矯頑力、飽和磁感應強度BS、飽和磁場強度HS。)
請在下圖中畫出樣品1的磁滯回線并測量矯頑力HC、飽和磁感應強度BS和飽和磁場強度HS
1、樣品1測量數值記錄表（信號源頻率取100Hz； R1= R2= Sx= Sy= ）
表1（參數： L=0.130m，S=×10-4m2，N1=100T，N2=100T C=×10-6F）
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
X/格
0
H/（A/m）
Y1/格
Y2/格
B1/mT
B2/mT
計算 HS = ；BS = ；HC=
2、樣品1磁滯回線圖形
3、樣品2測量數值記錄表
表2 ( 參數如上；信號源頻率取100Hz ； R1= R2= Sx= Sy= )
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
X/格
0
-400
H/（A/m）
Y1/格
Y2/格
B1/mT
B2/mT
計算 HS = ；BS = ；HC=
4、樣品2磁滯回線圖形
（四）測量樣品的基本磁化曲線（選擇樣品1）
先將樣品退磁， 然后從零開始不斷增大電流，記錄各磁滯回線頂點的 B 和 H 值，
（注意基本磁化曲線與磁化曲線的不同）
表3樣品1的基本磁化曲線數據
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
X/格
0
H/（A/m）
Y/格
B/mT
樣品1基本磁化曲線
五、預習題
寫出下列物理量的定義：
①飽和磁感應強度
②飽和磁場強度
③矯頑力
④剩磁
⑤磁滯回線
⑥磁化曲線
⑦基本磁化曲線
六、課后題
1、如果示波器上顯示的磁滯回線是飽和磁滯回線，當調節X、Y電壓靈敏度時，磁滯回線形狀是否改變飽和磁感應強度BS、飽和磁場強度HS、矯頑力、磁化曲線數值是否改變
2、為什么測量基本磁化曲線時需要退磁
【篇五】鐵磁材料的磁滯回線實驗報告
實驗題目：鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線
實驗目的：認識鐵磁物質的磁化規律；測定樣品的基本磁化規律，作μ-H曲線；計算樣品的Hc、Br、Bm和（Hm，Bm）等參數；測繪樣品的磁滯回線，估算其磁帶損耗。
實驗原理：鐵磁物質在外磁場作用下被強烈磁化，故磁導率μ很大；在磁化場作用停止后，鐵磁質可以保留磁化狀態。
以B為縱軸，H為橫軸作圖，原點表示磁化之前物質處于磁中性狀態，B=H=0，當H開始增加時，B隨之增加。如右上圖中a，稱為起始磁化曲線。當H從Hm減小時，B沿滯后于H的曲線SR減小，這就是磁滯現象。當H=0時，B=Br稱為保留剩磁。當B=0時，H=-Hc，Hc稱為矯頑力。
當磁場沿Hm→0→-Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序變化時，相應的B沿一條閉合曲線變化（右上圖），這個曲線就是磁滯回線。若鐵磁材料在交變電場中不斷反復被磁 圖一：磁滯回線
化、去磁化，那么材料在這個過程中要消耗額外的能量，稱為磁滯損耗，其值與磁滯回線面積成正比。
磁滯回線的頂點的連線稱為基本磁化曲線（右下圖）。
圖二：基本磁化曲線
實驗內容：
1、將儀器的連線連接好，開啟儀器；
2、退磁后，將額定電壓調至3.0V，測量鐵磁質的磁滯回線；
3、將電壓從0.5V逐漸調至3.0V，依次得到Bm、Hm，從而得到鐵磁質的基本磁化曲線。
實驗數據：
磁滯回線：
H（A/m）
87.9
114.7
143.3
171.6
191.0
193.5
181.7
156.6
B（T）
0.338
0.435
0.511
0.568
0.599
0.604
0.591
0.561
H（A/m）
122.0
83.3
48.6
18.3
-4.6
-21.8
-36.2
-50.7
B（T）
0.510
0.441
0.360
0.268
0.163
0.054
-0.059
-0.170
H（A/m）
-69.1
-92.4
-118.8
-148.3
-172.9
-184.9
-180.0
-161.5
B（T）
-0.279
-0.383
-0.468
-0.535
-0.580
-0.599
-0.593
-0.571
H（A/m）
-131.5
-93.5
-56.8
-23.5
2.2
23.2
39.1
51.8
B（T）
-0.530
-0.469
-0.394
-0.306
-0.207
-0.100
0.011
0.122
H（A/m）
66.9
87.8
B（T）
0.234
0.341
表一：磁滯回線數據
基本磁化曲線：
U（V）
0.5
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
Hm（A/m）
27.341
42.064
50.476
63.095
79.921
96.746
117.778
B（T）
0.096
0.177
0.234
0.294
0.349
0.406
0.466
U（V）
2.7
3.0
Hm（A/m）
143.016
172.461
B（T）
0.523
0.581
表二：基本磁化曲線數據
數據處理：
磁滯回線
根據數據作圖得：
圖三：實驗測量所得磁滯回線
從圖中大致得到：Bm=0.604T；Hm=194.0A/m；Br=0.183T；Hc=37.3A/m。
基本磁化曲線
根據數據作圖得：
圖四：實驗所得基本磁化曲線
實驗小結：
1、 本實驗原理相對比較簡單，操作上也沒有什么難點，但是應該注意每次進行完一次測量，應當進行退磁處理，否則測量結果將不準確；
2、 實驗中發現若使用電壓越高，那么進行一次退磁后的剩磁會越多，這和電壓高所帶來的更大的磁滯現象有關；
3、 實驗最終所得結果比較理想，磁滯曲線和基本磁化曲線與標準圖樣相比基本相同。
