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实验２０铁磁材料的磁滞回线及基本磁化曲线
铁磁物质是一种性能特异、用途广泛的材料。如
航天、通信、自动化仪表及控制等都无不用到铁磁材
料（铁、钴、镍、钢以及含铁氧化物均属铁磁物质）。
因此，研究铁磁材料的磁化性质，不论在理论上，还
是在实际应用上都有重大的意义。本实验使用单片机
采集数据，测量在交变磁场的作用下，两个不同磁性
能的铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线。
【预习重点】
（１）看懂实验原理图及接线图。
（２）复习示波器的使用方法。
参考书：《电磁学》下册，赵凯华、陈熙谋著，第五、六章；《大学物理学》
电磁学部分，杨仲耆等编，第六章。
【仪器】
磁滞回线实验组合仪、双踪示波器。
【原理】
１）铁磁材料的磁化及磁导率
铁磁物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁滞的特性。一般都是通
过测量磁化场的磁场强度Ｈ和磁感应强度Ｂ之间的关系来研究其磁性规律的。
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图２０—１起始磁化曲线和磁滞回线
图２０—２基本磁化曲线
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当铁磁物质中不存在磁化场时，Ｈ和Ｂ均为零，即图２０—１中Ｂ～Ｈ曲线
的坐标原点０。随着磁化场Ｈ的增加，Ｂ也随之增加，但两者之间不是线性关系。
当Ｈ增加到一定值时，Ｂ不再增加（或增加十分缓慢），这说明该物质的磁化已
达到饱和状态。Ｈ和Ｂ分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度（对应于图中ａ
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点）。如果再使Ｈ逐渐退到零，则与此同时Ｂ也逐渐减少。然而Ｈ和Ｂ对应的曲
线轨迹并不沿原曲线轨迹ａ０返回，而是沿另一曲线ａｂ下降到Ｂ，这说明当
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Ｈ下降为零时，铁磁物质中仍保留一定的磁性，这种现象称为磁滞，Ｂ称为剩
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磁。将磁化场反向，再逐渐增加其强度，直到Ｈ＝－Ｈ，磁感应强度消失，这
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说明要消除剩磁，必须施加反向磁场Ｈ。Ｈ称为矫顽力。它的大小反映铁磁材
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料保持剩磁状态的能力。图２０—１表明，当磁场按Ｈ→０→－Ｈ→－Ｈ→０
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→Ｈ→Ｈ次序变化时，Ｂ所经历的相应变化为Ｂ→Ｂ→０→－Ｂ→－Ｂ→０
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→Ｂ。于是得到一条闭合的Ｂ～Ｈ曲线，称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处
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于交变磁场中时（如变压器中的铁心），它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。
应该说明，对于初始态为Ｈ＝０，Ｂ＝０的铁磁材料，在交变磁场强度由弱
到强依次进行磁化的过程中，可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，
如图２０—２所示。这些磁滞回线顶点的连线称
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