鐵磁物質是一種效能特異，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。鐵磁材料的效能需通過相關曲線及有關引數進行了解，以便根據不同的需要合理地選取鐵磁材料。
本實驗主要學習鐵磁材料有關曲線的描繪方法及材料引數的測量方法。
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、測定樣品的基本磁化曲線，作μ—h曲線。
3、測定樣品的hc、br、hm、bm和（h·b）等引數。
4、測繪樣品的磁滯迴線，估算磁損耗。
鐵磁材料在外磁化場作用下可被強烈磁化，故磁導率μ很高。另一特徵是磁滯，就是磁化場作用停止後，鐵磁物質仍保留磁化狀態。用圖形表示鐵磁物質磁滯現象的曲線稱為磁滯迴線，它可以通過實驗測得，如圖3.
3-1所示。
圖3.3-1 鐵磁材料磁滯迴線圖
當磁化場h逐漸增加時，磁感應強度b將沿om增加，m點對應座標為（hm、bm），即當h增大到hm時、b達到飽和值bm。om稱為起始磁化曲線，如果將磁化場h減小，b並不沿原來的曲線原路返回，而是沿mr曲線下降，即使磁化場h減小到零時，b仍保留一定的數值br，or表示磁化場為零時的磁感應強度，稱為剩餘磁感應強度（br）。當反向磁化場達到某一數值時，磁感應強度才降到零。
強制磁感應強度b降為零的外加磁化場的大小hc，稱為矯頑力。當反向繼續增加磁化場，反向磁感應強度很快達到飽和(－hm、－bm)點，再逐漸減小反向磁化場時，磁感應強度又逐漸增大。圖3.
3-1還表明，當磁化場按hm→o→hc→-hm→o→→hm次序變化時，相應的磁感應強度b則沿閉合曲線mrcm變化，這閉合曲線稱為磁滯迴線。由於鐵磁物質處在週期**變磁場中，鐵磁物質周期性地被磁化，相應的磁滯迴線稱為交流磁滯迴線，它最能反映在交變磁場作用下樣品內部的磁狀態變化過程，磁滯迴線所包圍的面積表示在鐵磁物質通過一磁化迴圈中所消耗的能量，叫做磁滯損耗，在交流電器中應盡量減小磁滯損耗。從鐵磁物質的性質和使用方面來說，它主要按矯頑力的大小分為軟磁材料和硬磁材料兩大類。
軟磁材料矯頑力小，磁滯迴線狹長，它所包圍的「面積」小，在交變磁場中磁滯損耗小，因此適用於電子裝置中的各種電感元件、變壓器、鎮流器中的鐵芯等。硬磁材料的特點是矯頑力大，剩磁br也大，這種材料的磁滯迴線「肥胖」，磁滯特性非常顯著，製成永久磁鐵用於各種電表、揚聲器中等，軟磁與硬磁材料的磁滯迴線如圖3.3-2所示。
應該說明，當初始狀態為h=b=0的鐵磁材料，在交變磁場強度由弱到強依
（a）軟磁材料磁滯迴線b）硬磁材料的磁滯迴線
圖3.3-2軟、硬鐵磁材料磁滯迴線比較
次進行磁化時，可以得到面積由小到大向外擴張的一簇磁滯迴線，如圖3.3-3所示，這些磁滯迴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μ=，因為b與h非線性，故鐵磁材料的μ不是常數而要隨磁化場h而變化，如圖3.3-4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。
圖3.3-3 同一鐵磁材料的一簇磁滯迴線圖3.3-4 鐵磁材料μ與h關係曲線
觀察和測量磁滯迴線和基本磁化曲線的線路如圖3.3-5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而設定的繞組。r1為
圖3.3-5實驗線路圖
勵磁電流取樣電阻，設通過n的交流勵磁電流為i1，根據安培環路定律，樣品的磁化場強
l為樣品的平均磁路長度
又因為 i1=
所以3.3-1）
（3.3-1）式中的n、l、r1均為已知常數，所以由u1可確定h。
在交變磁場下，樣品的磁感應強度瞬時值b可由測量繞阻n和r2c電路求出，根據法拉第電磁感應定律，由於樣品中的磁通φ的變化，在測量線圈中產生的感應電動勢的大小為
φ=b= （3.3-2）
s為樣品的截面積。如果忽略自感電動勢和電路損耗，則迴路方程為
式中i2為次級線圈中的電流，u2為積分電容c兩端電壓，設在△t時間內i2向電容c的充電量為q，則
u2=則
如果選取足夠大的r2和c，使i2r2>>，則近似有
又因為i2=
所以 （3.3-3）
由（3.3-2）、（3.3-3）兩式可得
b=上式中c、r2、n、s均為已知常數，所以由u2可確定b。
綜上所述，將圖3.3-5中的u1和u2分別加到示波器的「x輸入」和「y輸入」端便可觀察到樣品的b—h曲線，如將u1和u2加到測試儀的訊號輸入端可測定樣品的飽和磁感應強度bm、剩磁br、矯頑力hc、磁滯損耗[bh]以及磁導率μ等引數。
th—mhc型智慧型磁滯迴線測試儀（包括實驗儀、測試儀）。雙蹤示波器。
1、連線電路：選擇樣品1按實驗儀上所給的電路圖連線線路，並令r1=2.5ω，「u選擇」置於0位置。
uh和ub（即u1和u2）分別接示波器的「x輸入」和「y輸入」，插孔「⊥」為公共端。
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增到3v，然後逆時針方向轉動旋鈕，將u從最大值降為0v，其目的是消除剩磁，確保樣品處於磁中性狀態，即b=h=0。
3、觀察磁滯迴線：開啟示波器電源，令光點位於座標原點（0，0），令u=2.2v，並分別調節示波器x和y軸的靈敏度，使顯示屏上出現圖形大小合適的磁滯迴線。
若圖形頂部出現編織狀的小環，這是因為u2和b的相位差等因素引起的畸變，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乙個套乙個的一簇磁滯迴線。這些磁滯迴線頂點的連線就是樣品的基本磁化曲線，借助長餘輝示波器便可觀察到該曲線的軌跡。
5、觀察和比較樣品1和樣品2的磁化效能。
6、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，對樣品進行退磁後，依次測定u=0.
5、1.0、1.2…3.
0v時十組hm和bm值，作μ—h曲線。
7、令u=3.0v，r1=2.5ω，測定樣品的bm，br，hc和[bh]等引數。
8、取步驟7中的h和其相應的b值，用座標紙繪製b—h曲線（如何取數？取多少組資料？自行考慮），並估算曲線所圍面積。
1、如何利用測試儀比較樣品1和樣品2的磁化效能？
2、將u1接至示波器的x輸入端，將u2接至示波器的y輸入端，為什麼能用電學量u來測量h和b？
3、用本實驗裝置，如何測量交流基本磁化曲線？
4、磁滯迴線包圍面積的大小有何意義？
5、分別說明hm、bm、hc、br的物理意義。
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