铁磁材料居里点的测定实验报告
铁磁材料居里点的测定实验报告
一、实验目的与实验仪器
1.实验目的
（1）了解示波器测量动态磁滞回线的原理和方法；
（2）学会一种测量铁磁材料居里点的方法。

2.实验仪器
用于测量环状磁性介质样品的JLD-Ⅲ居里点测量仪（含五种样品）。

二、实验原理
1.铁磁材料和居里点
铁磁材料在很小的磁场作用下就被磁化到饱和，不但磁化率大于零，而且达到
χ~10 —106 数量级，当铁磁性物质的温度高于临界温度Tc（居里点温度）时，铁磁性物质
转变成为顺磁性。

即在居里点附近，材料的磁性发生突变。

反复磁化铁磁材料时会出现磁滞现象。

另一重要的特点就是磁滞。

磁滞现象是材料磁化时，材料内部的磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度
H 有关，而且与以前的磁化状态有关。

2.示波器测量磁滞回线的原理
如图所示，给待定铁心线圈（N匝）通50Hz交流电，次级线圈产生的感应电动势为
ε = - WS dB
,次级回路电压方程为ε = Ri + u C，dt
当R >> 1
2πfC
时，Ri >> u C,则
i = ε
R =- WS
R
dB
dt
. t时刻，
u C =q
C
= q0
C
+1
C
∫idt
t
=(q0
C
+WS
RC
B0 ) -WS
RC
B
上式中，前一项为t = 0 时，电容初始状态和铁芯初始状态决定的直流电压值，若其为0，则
u C = -WS
RC
B，即u C∝B，将u C输入示波器y轴，则水平方向偏转与B成正比。

在初级线圈中，u H = R H i H，而H = ni H，则u H
= R H
n
H，将u H输入示波器x轴，则竖直方向偏转与H成正比。

综上，示波器上能够显示出稳定的B-H曲线。

三、实验步骤
测量环状磁性介质的居里点
1.接线：将加热接口与居里点测试仪接口用专线相连；将铁磁材料样品与居里点测试仪用专线
相连，并把样品放入加热丝；面板上的温度传感器接插件对应相接；将B 输出（感生电动势）与示波器的Y 输入相连，H 输出（原线圈端电压）与示波器的X 输入相连接。

2.将加热电流及激励电压调节钮左旋至最小，开启居里点测试仪电源箱上的电源开关，打开示波器。

3.适当的调节示波器的Y 轴衰减，X 轴衰减，调节激励电流，示波器上就显示出了磁滞回线，以图形大小始于观察来决定激励电流的大小，并保持稳定。

4.调节加热电流大小，当升温开始后，每隔5℃或3℃记录一次温度t和电压值u eff. 当电压变化较快时，每升高约1℃，记录一次数据。

加热电流不要太大。

5.当炉温达到此样品的居里点时，磁滞回线消失成一条直线，记下此时的温度，再升高几度继续测几个点。

6.测试完成，令加热电流回零，拔掉电热丝连线，自然冷却至室温，关闭电源。

7.换样品再次测试。

四、数据处理
本次实验我们总共测量了1号、3号、5号共计三个铁磁材料的居里点，绘制的u eff~T曲线分别如下图，应用excel绘制曲线后，在利用matlab 和origin的结合可以求得曲线上切线斜率绝对值最大点所在坐标，及其切线的斜率。

则三个样
品的居里点计算如下：
样品1：
求得切线斜率最大点坐标为（108.3，62），切线斜率k = -19.9，则切线方程为：
u = -19.9T + 2217
当u = 0时，得T = 111.4，即1号样品的居里点为约T C=111.4℃.
样品3：
求得切线斜率最大点坐标为（91.4，42），切线斜率k = -48.6，则切线方程为：
u = -19.9T + 1861
当u = 0时，得T = 93.5，即3号样品的居里点为约T C=93.5℃.
样品5：
求得切线斜率最大点坐标为（68.3，58），切线斜率k = -99.0，则切线方程为：
u = -99.0T + 6820
当u = 0时，得T = 68.9，即5号样品的居里点为约T C =68.9℃.
五、分析讨论
（提示：分析讨论不少于400字） 1.实验中我们主要利用了铁磁材料的磁滞回线，而关于磁滞回线是
05010015020025030035025.0
35.0
45.0
55.0
65.0
75.0
5号样u eff -T 曲线
u eff /mV
T/℃
怎么产生的，通过查阅物理实验书前一节的内容（2.8节，铁磁材料磁滞回线的测定）我得知磁滞回线的产生原因：如图，设铁磁质在开始时没有磁化，如磁化场H 逐渐增加，B将沿oa增加，曲线oa叫做起始磁化曲线。

当H增大到某一值时，B将达到饱和。

若将磁化场H减小，则B并不沿原来的磁化曲线减小，而是沿图中ab曲线下降，即使H降到零（图中的b 点）时，B≠0，B 的值仍接近饱和值，与b点对应的B值，称为剩余磁感应强度Br（剩磁）。

当加反向磁化场H时，B 随之减小，当反向磁化场达到某一值时，B=0，与oc相当的磁场强度Hc称为矫顽磁力。

当反向场继续增加时，铁磁质中产生反向磁感应强度，并很快达到饱和。

逐渐减小反向磁化场，减到零，再加正向
磁化场时，则磁感应强度沿defa变化，形成一闭合曲线abcdefa，闭合曲线称为磁滞回线。

2.实验中我们通过曲线上斜率最大处的切线与横轴的交点来确定Tc，而不是由曲线与横轴的交点来确定Tc，这是因为接近居里点附近时，铁磁性已基本转化为顺磁性，虽然μ值较小，但仍大于0，故εeff～T曲线与横坐标没有相交，当温度高于居里点时，铁磁材料磁性突变，如果利用与横轴的交点会产生较大误差。

3.实验过程中我们发现起始时期由于不知道样品居里点的大致值，所以升温速率不好把握，通过三次实验我们认为开始时可将升温速率调快一些，约为3℃/min，每隔3℃记录一组数据，当发现电压值下降速率明显加快时，马上将升温速率降低，每隔1℃记录一组数据。

六、实验结论
1.本次实验通过对铁磁性材料居里点的测试，我发现铁磁材料的温度在到达居里点时，磁滞回线变成一条直线，这说明铁磁材料在温度高于居里点时由铁磁体转变为顺磁体。

2.通过绘制εeff～T曲线，发现感应电动势随温度升高而下降的现象，开始时感应电动势的下降速度较慢，在居里点附近下降迅速。

七、原始数据
（要求与提示：此处将原始数据拍成照片贴图即可）。