用示波器测量铁磁材料的
磁化曲线和磁滞回线
实验原理：
一 铁磁质的磁化特性：
1 铁磁质的相对磁导率,一般在 之间，有
的可高达 。810
42 1010 ??1??
r?
2 铁磁材料的磁导率不是常数，而是与磁化条件和磁化历史
有关。
将铁磁材料做成环状样品如图：电流 I从 0逐渐增加,H也
逐渐增加。
输
入
信
号
测
量
仪
器ε
绕组线圈
当电流从 0逐渐增加，线圈中的磁场强度 H也随之增加，
这样就可以测出若干组 B,H值。以 H为横坐标,B为纵坐标，
画出 B随 H的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线。 当 H
增大到某一值后,B几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状
态为磁饱和状态。此时的磁感应强度 Bs叫做饱和磁感应强度。
初始磁化曲线
饱和磁感应强度
磁导率 与 H的关系曲线μ
μHB ?
3 磁滞现象：
铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
反向减小 H到 0，则 B沿 de到－ Br。 H按原方向增加经 ef到 Hc；
继续增大 H，则 B沿 fa回到原来饱和状态。
a
b
c
d
e
f
当铁磁质达到饱和
后，减小 H,B沿图
ab下降；当 H=0时 B
＝ Br，称为剩磁。
当 H＝ Hc时,B=0，
bc段是退磁曲线
Hc称为矫顽力；反
向继续增大 H，铁
磁质反向沿 cd段达
到饱和；
-Hc
-Br
Br
不同的铁磁质具有不同形状的磁滞回线，按矫顽
力的大小，铁磁材料可分为：
软磁材料：矫顽磁力很小,适合于做变压器、
电机中的铁芯等。
硬磁材料：矫顽磁力很大，常用做永磁体。
常用在电表、收音机、扬声器中。
矩磁材料：它的磁滞回线接近于矩形，可以用做
,记忆, 元件。
二 实验原理：
实验原理图
可调变压器可调变压器
输出范围 0～ 100V
电
源
交流伏特表 接地端
Ux Uy
负极
正极
实验设计思想：
如果希望在示波器上显示出被测铁磁材料的磁滞回线，
必须使输入到示波器 X偏转板上的电压 Ux与磁场强度 H成
正比，同时使输入到示波器 y偏转板上的电压 Uy与铁磁
材料中的磁感应强度 B成正比
)1.....(
1
1 H
N
LRU
x ?
该式表明了在交变磁场下，任一时刻输入到示波器上的
电压降 Ux与磁场强度 H 成正比。
输入到示波器 y偏转板上的电压 Uy:
11RIU x ?
1
1 I
L
NH ? H
N
LI
1
1 ??
为了得到和铁磁材料中的瞬时磁感应强度 B成正比的 Uy
值，采用电阻 R2和电容 C组成的积分电路。
R1上的电压 Ux（取 R1 远小于线圈 N1的阻抗）
2?
线圈 N1中交变磁场 H在铁磁材料中产生交变的磁感应
强度 B，因此在线圈 N2中产生感应电动势,其大小
用公式（ 2）表示
dt
dBSN
dt
d
22 ??
?? （ 2）
2? 是线圈 N2中产生的感应电动势
22,SN 分别是线圈 N2的匝数和截面积
fCR ?2
1
2 ??
2
2
2 RI
??
当 时，
? ? ??? BCR SNdBCR SNdtdtdBCR SNU
B
y
2
2
0
2
2
2
2
该式表明示波器垂直偏转板上的电压, 即电容两端的电
压 Uy是正比例于磁感应强度 B的 。
? ???? dtCRdtICCQU y 2
2
2
11 ?
电容 C两端的电压：
（ 2）代入（ 3）
（ 3）
（ 4）
用示波器测量,
yx UU,
电源开关 辉度调节 聚焦调节 标尺亮度调节
CH1
通道
的偏
转因
数旋
钮
CH1通道的偏转因数微调
旋钮，测量时旋到 CAL处
CH1的
位移
调整
旋钮
CH2通道各旋钮功
能与 CH1相 同
屏幕上显示磁滞回线时，示波器各旋钮的状态
X－ Y
Norm
或 CH1
CH2
AC AC
CAL CAL
定标,a点的坐标是 ),,(
yx nn 格格 2,3 ?? yx nn
)(2.021.0),(3.031.0 VUVU yx ??????
,
1
1 xULRNH ?
yx n
BB
n
HH ??
00,
yUSN
CRB
2
2?
从 Ux与 H,Uy与 B的关系式，可计算出 H,B的值
所谓对示波器定标，就是用 H0,B0表示示波器上每大格对应
的磁场强度 H和磁感应强度 B的值。有公式：
a(nx,ny)
实验内容：
1、熟悉示波器各旋钮的作用，学会用示波器测量电压；
2、按照实验原理图正确连接线路，在确认调压器的输
出为 0伏后，接通电源；
3,对被测样品退磁（将输出电压升至 80V，再将电压由
80V逐渐降到 0V）；
4、用 80V时的磁滞回线对示波器 H轴,B轴进行定标（计
算示波器上每格对应的 H0,B0的值）。
5、用列表法计算出不同电压下磁滞回线顶点对应的 B，
H值，并在坐标纸上绘出基本磁化曲线和 80伏时的磁
滞回线并计算 80伏时 Hm,Bm,Hc,Br的值。
谢 谢
磁化曲线和磁滞回线
实验原理：
一 铁磁质的磁化特性：
1 铁磁质的相对磁导率,一般在 之间，有
的可高达 。810
42 1010 ??1??
r?
2 铁磁材料的磁导率不是常数，而是与磁化条件和磁化历史
有关。
将铁磁材料做成环状样品如图：电流 I从 0逐渐增加,H也
逐渐增加。
输
入
信
号
测
量
仪
器ε
绕组线圈
当电流从 0逐渐增加，线圈中的磁场强度 H也随之增加，
这样就可以测出若干组 B,H值。以 H为横坐标,B为纵坐标，
画出 B随 H的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线。 当 H
增大到某一值后,B几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状
态为磁饱和状态。此时的磁感应强度 Bs叫做饱和磁感应强度。
初始磁化曲线
饱和磁感应强度
磁导率 与 H的关系曲线μ
μHB ?
3 磁滞现象：
铁磁材料的磁化过程是不可逆的。
反向减小 H到 0，则 B沿 de到－ Br。 H按原方向增加经 ef到 Hc；
继续增大 H，则 B沿 fa回到原来饱和状态。
a
b
c
d
e
f
当铁磁质达到饱和
后，减小 H,B沿图
ab下降；当 H=0时 B
＝ Br，称为剩磁。
当 H＝ Hc时,B=0，
bc段是退磁曲线
Hc称为矫顽力；反
向继续增大 H，铁
磁质反向沿 cd段达
到饱和；
-Hc
-Br
Br
不同的铁磁质具有不同形状的磁滞回线，按矫顽
力的大小，铁磁材料可分为：
软磁材料：矫顽磁力很小,适合于做变压器、
电机中的铁芯等。
硬磁材料：矫顽磁力很大，常用做永磁体。
常用在电表、收音机、扬声器中。
矩磁材料：它的磁滞回线接近于矩形，可以用做
,记忆, 元件。
二 实验原理：
实验原理图
可调变压器可调变压器
输出范围 0～ 100V
电
源
交流伏特表 接地端
Ux Uy
负极
正极
实验设计思想：
如果希望在示波器上显示出被测铁磁材料的磁滞回线，
必须使输入到示波器 X偏转板上的电压 Ux与磁场强度 H成
正比，同时使输入到示波器 y偏转板上的电压 Uy与铁磁
材料中的磁感应强度 B成正比
)1.....(
1
1 H
N
LRU
x ?
该式表明了在交变磁场下，任一时刻输入到示波器上的
电压降 Ux与磁场强度 H 成正比。
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11RIU x ?
1
1 I
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为了得到和铁磁材料中的瞬时磁感应强度 B成正比的 Uy
值，采用电阻 R2和电容 C组成的积分电路。
R1上的电压 Ux（取 R1 远小于线圈 N1的阻抗）
2?
线圈 N1中交变磁场 H在铁磁材料中产生交变的磁感应
强度 B，因此在线圈 N2中产生感应电动势,其大小
用公式（ 2）表示
dt
dBSN
dt
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22 ??
?? （ 2）
2? 是线圈 N2中产生的感应电动势
22,SN 分别是线圈 N2的匝数和截面积
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1
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2
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当 时，
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该式表明示波器垂直偏转板上的电压, 即电容两端的电
压 Uy是正比例于磁感应强度 B的 。
? ???? dtCRdtICCQU y 2
2
2
11 ?
电容 C两端的电压：
（ 2）代入（ 3）
（ 3）
（ 4）
用示波器测量,
yx UU,
电源开关 辉度调节 聚焦调节 标尺亮度调节
CH1
通道
的偏
转因
数旋
钮
CH1通道的偏转因数微调
旋钮，测量时旋到 CAL处
CH1的
位移
调整
旋钮
CH2通道各旋钮功
能与 CH1相 同
屏幕上显示磁滞回线时，示波器各旋钮的状态
X－ Y
Norm
或 CH1
CH2
AC AC
CAL CAL
定标,a点的坐标是 ),,(
yx nn 格格 2,3 ?? yx nn
)(2.021.0),(3.031.0 VUVU yx ??????
,
1
1 xULRNH ?
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2
2?
从 Ux与 H,Uy与 B的关系式，可计算出 H,B的值
所谓对示波器定标，就是用 H0,B0表示示波器上每大格对应
的磁场强度 H和磁感应强度 B的值。有公式：
a(nx,ny)
实验内容：
1、熟悉示波器各旋钮的作用，学会用示波器测量电压；
2、按照实验原理图正确连接线路，在确认调压器的输
出为 0伏后，接通电源；
3,对被测样品退磁（将输出电压升至 80V，再将电压由
80V逐渐降到 0V）；
4、用 80V时的磁滞回线对示波器 H轴,B轴进行定标（计
算示波器上每格对应的 H0,B0的值）。
5、用列表法计算出不同电压下磁滞回线顶点对应的 B，
H值，并在坐标纸上绘出基本磁化曲线和 80伏时的磁
滞回线并计算 80伏时 Hm,Bm,Hc,Br的值。
谢 谢
