显然，我们完全可用测出的T曲线来确定温度Tc。具体地说，在εT曲线斜率最大 处作其切线，并与横坐标相交的一点即为居里温度T©。如图(4)所示。这是因为有居里点 时，铁磁材料的磁性才发生突变，所以要在斜率最大处作切线。 【实验设备】 THQL-1居里温度测试仪 【实验内容和步骤】 1.参照仪器使用说明书，连好实验部分和测量部分。（加热电源暂不接） 2.eT曲线的测量： ()合上测量部分的电源开关，“温度显示”显示出室温温度。“电压显示”通过显示切 换分别显示激励电压或感应电压值。（纽子开关在左边显示的是感应电压） (2)接上加热电源，把电源调到较小状态。（看发光二极管明暗指示） (3)开始时温度每升高5℃记录1次相对应的ε值，在65℃以后每升高1℃记录1次 相对应的￡值直到其显示值为零，读数时要迅速而准确，将实验数据记录到下面表格中。 温度303540455055606566676869707172737475 电压 (4)停止加热（把连接线去掉），让其自然冷却，并记录6值直到炉温接近室温，把实 验数据记录下面表格中。 温度757473727170696867666560555045403530 电压 注意：由于样品铁氧体被放于电感的绕阻中被线圈包围，如果加热速度过快，测量的温 度与铁氧铁的真实温度不同，这种滞后现象在实验中要重视，只有在动态平衡的条件下磁性 突变的温度才等于居里温度，所以加热时不宜太快。 【实验数据处理】 1.根据实验数据作出6T的曲线。 2.作感应电压一温度的曲线图，在斜率最大处作切线，切线与横坐标（温度）的交点 即为该样品的居里点Tc。 3.对实验现象和升温降温的测量误差进行分析讨论。 【思考题】 1,试说明顺磁性，逆磁性和铁磁性的特点。 2.解释图3中μ-H和BH的物理意义。 3.列举一项铁磁材料的应用，并略要介绍其原理 16/56
16 / 56 显然，我们完全可用测出的 ~T 曲线来确定温度 Tc。具体地说，在 ~T 曲线斜率最大 处作其切线，并与横坐标相交的一点即为居里温度 Tc。如图（4）所示。这是因为有居里点 时，铁磁材料的磁性才发生突变，所以要在斜率最大处作切线。 【实验设备】 THQJL-1 居里温度测试仪 【实验内容和步骤】 1.参照仪器使用说明书，连好实验部分和测量部分。（加热电源暂不接） 2. ~T 曲线的测量： (1) 合上测量部分的电源开关，“温度显示”显示出室温温度。“电压显示”通过显示切 换分别显示激励电压或感应电压值。（纽子开关在左边显示的是感应电压） （2）接上加热电源，把电源调到较小状态。（看发光二极管明暗指示） （3）开始时温度每升高 5℃记录 1 次相对应的 值，在 65℃以后每升高 1℃记录 1 次 相对应的 值直到其显示值为零，读数时要迅速而准确，将实验数据记录到下面表格中。 温度 30 35 40 45 50 55 60 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 电压 （4）停止加热（把连接线去掉），让其自然冷却，并记录 值直到炉温接近室温，把实 验数据记录下面表格中。 温度 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 60 55 50 45 40 35 30 电压 注意：由于样品铁氧体被放于电感的绕阻中被线圈包围，如果加热速度过快，测量的温 度与铁氧铁的真实温度不同，这种滞后现象在实验中要重视，只有在动态平衡的条件下磁性 突变的温度才等于居里温度，所以加热时不宜太快。 【实验数据处理】 1．根据实验数据作出 ~T 的曲线。 2. 作感应电压—温度的曲线图，在斜率最大处作切线，切线与横坐标（温度）的交点 即为该样品的居里点 Tc。 3．对实验现象和升温降温的测量误差进行分析讨论。 【思考题】 1．试说明顺磁性，逆磁性和铁磁性的特点。 2．解释图 3 中μ-H 和 B-H 的物理意义。 3．列举一项铁磁材料的应用，并略要介绍其原理
附件：居里点测试仪使用说明书 一、仪器结构 测试仪由实验部分和测量部分组成。 1.实验部分主要由感应线圈，AD590温度传感器，加热器等组成，如图所示： (1)AD590温度传感器是采用激光修正的精密集成温度传感器。AD590M的测温范围是 -50+150℃，最大非线性误差为0.3℃，响应时间仅为20uS,重复性误差低至±0.05℃，功 耗约2mV。AD590等效于一个高阻抗的恒流源。在工作电压为+4+30V,测温范围是-55+150℃ 范围之内，对应与热力学温度T每变化1K,就输出1uA的电流。在298.2K(对应于25.2C) 时输出电流恰好298.2uA。这表明，其输出电流I(uA)与热力学温度T(K)严格成正比 (2)感应线圈的磁性材料为铁氧体。该材料随着温度的上升，其导磁性能将发生改变。 到某一温度，铁氧体将由铁磁体变为顺磁体，感应电压输出为零，此点温度即为居里温度点。 (3)加热器通过20W的加热丝加热，最高温度可加到100℃。 2、测量部分主要由一个毫伏表，一个温度显示 加热室 表。 (1)温度显示表：三位半数显显示，测温范用 -样品 从-50℃一150℃，加热电压可调，并有指示灯的明亮 程度指示。指示灯亮，实验时，建议不要使用太大的 加温电流，以免升温速度过快，造成读数不准。（在 加热丝 演示时可以调节比较大的加热电压) 制深常 (2)毫伏表通过显示切换，可测线图原边上电 压以及感应电压的输出。开关打到右边即为测量原边 的电压，相反既是测量感应电压。毫伏表为三位半显 示，测量范围为0一200.0mV。 (3)测量部分与实验部分之间的连接：实验者 对照面板上接线柱和导线的颜色，以及相应的提示符 号接线。 二、仪器的使用 1,接线柱“接激励线圈”为线圈A提供激励电源，为使山稳定，激励电源的输出电流 应稳定： 2.接线柱：“接电热丝”为电炉丝提供加热电源 3.B线圈的感应电动势从接线柱“接感应线圈”一端输出 4,接线柱“接温度传感器”接的是集成温度传感器AD590,通过内部电路的补偿、放大， 在“温度显示”框中显示当前温度值： 5.显示切换开关打到右边时，“电压显示”显示的是线圈A上激励电压，显示切换开关 打到左边时，“电压显示”显示的是线圈B上感应电压。 6.加热电压调节和激励电压证节可以调节加热的快慢和激励信号的强弱。 7.温度定标在出厂前已经完成 17/56
17 / 56 附件： 居里点测试仪使用说明书 一、仪器结构 测试仪由实验部分和测量部分组成。 1． 实验部分主要由感应线圈，AD590 温度传感器，加热器等组成，如图所示： （1）AD590 温度传感器是采用激光修正的精密集成温度传感器。AD590M 的测温范围是 -50~+150℃，最大非线性误差为 0.3℃，响应时间仅为 20uS，重复性误差低至±0.05℃，功 耗约 2mV。AD590 等效于一个高阻抗的恒流源。在工作电压为+4~+30V，测温范围是-55~+150℃ 范围之内，对应与热力学温度 T 每变化 1K，就输出 1uA 的电流。在 298.2K（对应于 25.2℃） 时输出电流恰好 298.2uA。这表明，其输出电流 I（uA）与热力学温度 T（K）严格成正比。 （2）感应线圈的磁性材料为铁氧体。该材料随着温度的上升，其导磁性能将发生改变。 到某一温度，铁氧体将由铁磁体变为顺磁体，感应电压输出为零，此点温度即为居里温度点。 （3）加热器通过 20W 的加热丝加热，最高温度可加到 100℃。 2、测量部分主要由一个毫伏表，一个温度显示 表。 （1）温度显示表：三位半数显显示，测温范围 从-50℃—150℃，加热电压可调，并有指示灯的明亮 程度指示。指示灯亮，实验时，建议不要使用太大的 加温电流，以免升温速度过快，造成读数不准。（在 演示时可以调节比较大的加热电压） （2）毫伏表通过显示切换，可测线圈原边上电 压以及感应电压的输出。开关打到右边即为测量原边 的电压，相反既是测量感应电压。毫伏表为三位半显 示，测量范围为 0—200.0mV。 （3）测量部分与实验部分之间的连接：实验者 对照面板上接线柱和导线的颜色，以及相应的提示符 号接线。 二、仪器的使用 1.接线柱“接激励线圈”为线圈 A 提供激励电源，为使 Hm 稳定，激励电源的输出电流 应稳定； 2.接线柱：“接电热丝”为电炉丝提供加热电源； 3.B 线圈的感应电动势从接线柱“接感应线圈”一端输出； 4.接线柱“接温度传感器”接的是集成温度传感器 AD590，通过内部电路的补偿、放大， 在“温度显示”框中显示当前温度值； 5.显示切换开关打到右边时，“电压显示”显示的是线圈 A 上激励电压，显示切换开关 打到左边时，“电压显示”显示的是线圈 B 上感应电压。 6.加热电压调节和激励电压调节可以调节加热的快慢和激励信号的强弱。 7.温度定标在出厂前已经完成
实验四铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 在各类磁介质中，应用最广泛的是铁磁物质。在20世纪初期，铁磁材料主要用在电机 制造业和通讯器件中，如发电机、变压器和电表磁头，而自20世纪50年代以来，随着电了 计算机和信息科学的发展，应用铁磁材料进行信息的存储和纪录，例如现已成为家喻户晓的 磁带、磁盘，不仅可存储数字信息，也可以存储随时间变化的信息：不仅可用作计算机的有 储器，而且可用于录音和录像，已发展成为引人注目的系列新技术，预计新的应用还将不断 得到发展。因此，对铁磁材料性能的研究，无论在理论上或实用上都有很重要的意义。 磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征，本实验仪用交流电对铁磁 材料样品进行磁化，测绘的B-H曲线称为动态磁滞回线。用C机测绘动态磁滞回线具有直观 方便、迅速及能在不同磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）进行观察和测绘的独特优点。 【实验目的】 1.认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性 2.掌握铁磁材料磁滞回线的概念。 3.掌握测绘动态磁滞回线的原理和方法。 4.测定样品的基本磁化曲线，作μ一H曲线。 5.测定样品的H、B、H和R等参数 【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、结、镍及其众多合金以及含铁的氧化 物（铁氧体）均属铁磁物质。其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ=B/州 很高。另一特征是磁滞，铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H与磁感应强度B 之间关系的特性。即磁场作用停止后，铁磁物质仍保留磁化状态，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。 将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化，图中的原点0表示磁化之前铁磁物 质处于磁中性状态，即B-H=0,当磁场强度H从零开始增加时，磁感应强度B随之从零缓 慢上升，如曲线oa所示，继之B随H迅速增长，如曲线ab所示，其后B的增长又趋缓慢 并当H增至比时，B达到饱和值B,这个过程的obS曲线称为起始磁化曲线。如果在达到 饱和状态之后使磁场强度H减小，这时磁感应强度B的值也要减小。图1表明，当磁场从 H逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新的曲 线SR下降，对应的B值比原先的值大，说明铁磁材料的磁化过程是不可逆的过程。比较线 段OS和SR可知，H减小B相应也减小，但B的变化滞后于H的变化，这种现象称为磁滞， 磁滞的明显特征是当H=0时，磁感应强度B值并不等于0，而是保留一定大小的剩磁B。 18/56
18 / 56 实验四 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 在各类磁介质中，应用最广泛的是铁磁物质。在 20 世纪初期，铁磁材料主要用在电机 制造业和通讯器件中，如发电机、变压器和电表磁头，而自 20 世纪 50 年代以来，随着电子 计算机和信息科学的发展，应用铁磁材料进行信息的存储和纪录，例如现已成为家喻户晓的 磁带、磁盘，不仅可存储数字信息，也可以存储随时间变化的信息；不仅可用作计算机的存 储器，而且可用于录音和录像，已发展成为引人注目的系列新技术，预计新的应用还将不断 得到发展。因此，对铁磁材料性能的研究，无论在理论上或实用上都有很重要的意义。 磁滞回线和基本磁化曲线反映了铁磁材料磁特性的主要特征。本实验仪用交流电对铁磁 材料样品进行磁化，测绘的B-H曲线称为动态磁滞回线。用PC机测绘动态磁滞回线具有直观、 方便、迅速及能在不同磁化状态下（交变磁化及脉冲磁化等）进行观察和测绘的独特优点。 【实验目的】 1． 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。 2． 掌握铁磁材料磁滞回线的概念。 3． 掌握测绘动态磁滞回线的原理和方法。 4． 测定样品的基本磁化曲线，作μ－H 曲线。 5． 测定样品的 HC、Br、Hm和 Bm等参数。 【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）均属铁磁物质。其特性之一是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ=B/H 很高。另一特征是磁滞，铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度 H 与磁感应强度 B 之间关系的特性。即磁场作用停止后，铁磁物质仍保留磁化状态，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。 将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化，图中的原点 O 表示磁化之前铁磁物 质处于磁中性状态，即 B＝H＝0，当磁场强度 H 从零开始增加时，磁感应强度 B 随之从零缓 慢上升，如曲线 oa 所示，继之 B 随 H 迅速增长，如曲线 ab 所示，其后 B 的增长又趋缓慢， 并当 H 增至 HS时，B 达到饱和值 BS，这个过程的 oabS 曲线称为起始磁化曲线。如果在达到 饱和状态之后使磁场强度 H 减小，这时磁感应强度 B 的值也要减小。图 1 表明，当磁场从 HS逐渐减小至零，磁感应强度 B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点，而是沿另一条新的曲 线 SR 下降，对应的 B 值比原先的值大，说明铁磁材料的磁化过程是不可逆的过程。比较线 段 OS 和 SR 可知，H 减小 B 相应也减小，但 B 的变化滞后于 H 的变化，这种现象称为磁滞。 磁滞的明显特征是当 H＝0 时，磁感应强度 B 值并不等于 0，而是保留一定大小的剩磁 Br
图1铁磁物质B与H的关系曲线 图2铁磁材料的基本磁化曲线 当磁场反向从0逐渐变至一H时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，可以施加反向 磁场。当反向磁场强度等于某一定值L时，磁感应强度B值才等于0，称为矫顽力，它的 大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，曲线D称为退磁曲线。如再增加反向磁场的磁场 强度H,铁磁材料又可被反向磁化达到反方向的饱和状态，逐渐减小反向磁场的磁场强度至 0时，B值减小为B。这时再施加正向磁场，B值逐渐减小至0后又逐渐增大至饱和状态。 图1还表明，当磁场按一0一H一一0一H一次序变化，相应的磁感应强度B则沿 闭合曲线SRDS'RDS变化，可以看出磁感应强度B值的变化总是滞后于磁场强度H的变化， 这条闭合曲线称为磁滞回线。当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁 滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。磁滞是铁磁材料的重要特性之一，研究铁 磁材料的磁性就必须知道它的磁滞回线。各种不同铁磁材料有不同的磁滞回线，主要是磁滞 回线的宽、窄不同和矫顽力大小不同。 当铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化时将会发热，要消耗额外的能量，因为反复磁化 时磁体内分子的状态不断改变，所以分子振动加剧，温度升高。使分子振动加剧的能量是产 生磁场的交流电源供给的，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种在反复磁化过程中能量的 损耗称为磁滞损耗，理论和实践证明，磁滞损耗与磁滞回线所用面积成正比。 应该说明，当初始状态为H=B=0的铁磁材料，在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化， 可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，如图2所示，这些磁滞回线顶点的连线称 为铁磁材料的基本磁化曲线。 图2铁磁材料的基本磁化曲线 19/56
19 / 56 图 1 铁磁物质 B 与 H 的关系曲线 图 2 铁磁材料的基本磁化曲线 当磁场反向从 O 逐渐变至－Hc时，磁感应强度 B 消失，说明要消除剩磁，可以施加反向 磁场。当反向磁场强度等于某一定值 Hc时，磁感应强度 B 值才等于 0，HC称为矫顽力，它的 大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，曲线 RD 称为退磁曲线。如再增加反向磁场的磁场 强度 H，铁磁材料又可被反向磁化达到反方向的饱和状态，逐渐减小反向磁场的磁场强度至 0 时，B 值减小为 Br ’。这时再施加正向磁场，B 值逐渐减小至 0 后又逐渐增大至饱和状态。 图 1 还表明，当磁场按 HS→O→Hc→-HS→O→Hc´→HS次序变化，相应的磁感应强度 B 则沿 闭合曲线 SRDS RDS 变化，可以看出磁感应强度 B 值的变化总是滞后于磁场强度 H 的变化， 这条闭合曲线称为磁滞回线。当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁 滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。磁滞是铁磁材料的重要特性之一，研究铁 磁材料的磁性就必须知道它的磁滞回线。各种不同铁磁材料有不同的磁滞回线，主要是磁滞 回线的宽、窄不同和矫顽力大小不同。 当铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化时将会发热，要消耗额外的能量，因为反复磁化 时磁体内分子的状态不断改变，所以分子振动加剧，温度升高。使分子振动加剧的能量是产 生磁场的交流电源供给的，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种在反复磁化过程中能量的 损耗称为磁滞损耗，理论和实践证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。 应该说明，当初始状态为 H＝B＝O 的铁磁材料，在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化， 可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，如图 2 所示，这些磁滞回线顶点的连线称 为铁磁材料的基本磁化曲线。 图 2 铁磁材料的基本磁化曲线