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大 学 物 理 实 验 报 告
课程名称： 大学物理实验（下） _____________
实验名称： 铁磁材料的磁滞回线圈和基本磁化曲线
学院： 信息工程学院 专业班级：
学生： 学号： __
实验地点： 基础实验大楼 B208 座位号： ___
实验时间： 第 8 周星期三下午三点四十五分 _______
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一、 实验目的
1、 掌握用磁滞回线测试仪测绘磁滞回线的方法。
2、 了解铁磁材料的磁化规律，用示波器法观察磁滞线，比较两种典型铁磁
物质的动态磁化特性。
3、 测定样品的基本磁化特性曲线（ B-H 曲线），并作μ -H 曲线。 4、 测绘样品在给定条件下的磁滞回线，估算其磁滞损耗以及相关参量。
二、 实验原理
1、铁磁材料的磁滞特性
铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及
含铁的氧化物 （铁氧体）均属于铁磁物质。 其特征是在外磁场的作用下能被强烈
氧化，即磁导率μ很高。另一特征是磁滞，即磁场停止作用后，铁磁质仍保留磁
化状态。图 1 为铁磁物质的磁感应强度 B 与磁场强度 H之间的关系曲线。 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→－ H c →－ Hm→ O→ H c →Hm的顺序变化时， B 相应沿 O → Bm → Br →O→－ Bm →－ Br →O→ Bm 的顺序变化。
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B
Bm B
r
a
b
H
－ Hm － HC
co
f HC
H m
e
－ Br
d － Bm
图 1
将上述 化 程的各点 接起来， 就得到一条封 曲
abcdefa, 条曲 称
磁滞回 。
从 1 可以看出：
（1）当 H＝ 0 ，B 不 零， 磁材料 保留一定 的磁感 度
Br ，通常
称 Br 磁材料的剩磁。
（2）要消除剩磁 Br ，使 B 降 零，必 加一个反方向磁
磁 度 H C 叫做 磁材料的 磁力。
（3）H 上升到某一个 和下降到同一数 ， 磁材料的
H C ， 个反向
B 并不相同，
即磁化 程与 磁材料 去的磁化 有关。
于同一 磁材料，若开始 不 磁性，依次 取磁化 流
I 1 、I 2、?Im(I 1<
I 2?< I m) 相 的磁 度 方向 生两次 化（即
H1 、H2、?、 Hm。在每一个 定的磁 下，使其
H1 →- H1→H1, ?Hm→ - Hm→Hm等）， 可得到一 逐 增大
的磁滞回 （ 2）。我 把原点 o 和各个磁滞回 的 点 a1、a2、?、 a 所 成
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的曲线，称为铁磁材料的基本磁化曲线。 可以看出，铁磁材料的 B 和 H不是直线， 即铁磁材料的磁导率
B
H
不是常数。
由于铁磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在测定磁化曲线和
磁滞回线时，首先必须将铁磁材料预先退磁，以保证外加磁场
H=0时， B=0；其
次，磁化电流在实验过程中只允许单调增加或减少，不可时增时减。
a
图 2 基本磁化曲线
图 3 退磁过程：由
Br 到 a,然后经
一系列不闭合的回线收缩至原点
在理论上，要消除剩磁 Br ，只需通一反方向磁化电流，使外加磁场正好等
于铁磁材料的矫顽磁力就行。 实际上，矫顽磁力的大小通常并不知道，
因而无法
确定退磁电流的大小。我们从磁滞回线得到启示： 如果使铁磁材料磁化达到饱和，
然后不断改变磁化电流的方向，
与此同时逐渐减小磁化电流， 以至于零， 那么该
3 所示。
材料得磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线，如图
当 H 减小到零时， B 亦同时降为零，达到完全退磁。
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。铁磁材料分为硬磁和软磁
B—H 曲线如图 4 所示。
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的绕组。
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图 4 不同铁磁材料的磁滞回线
2 、测绘磁滞回线原理
观察和测量磁滞回线和基本磁化曲线的线路如图 5。
图 5
待测样品是 EI 型矽钢片， N为励磁绕组， n 为用来测量磁感应强度 B 而设置
为励磁绕组取样电阻， 设通过 N 的交流励磁电流为 i ，根据安培环路
定理，样品的磁场强度
，其中 L 为样品的平均磁路。因为 ，所以
。
交变的 H 样品中产生交变的磁感应强度 B。假设被测样品的截面积 S，穿过.
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