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 — 10 6 数量级，当铁磁性物质的温度高于临界温度 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。
时，材料内部的磁感应强度 关。
2.示波器测量磁滞回线的原理
另一重要的特点就是磁滞。
磁滞现象是材料磁化
Tc（居里点温度）时，铁磁性物
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
如图所示，给待定铁心线圈（
ε= - WS ,次级回路电压方程为
N 匝）通 50Hz 交流电，次级线圈产生的感应电动势为
ε= Ri + u
，当 R>>
1
时， Ri >> u
,则
i == -
C
2
C
. t 时刻，
1
??
B
??
?? ??0
uC = =
+ ∫
?? 0
??0
( +
??
??
??
B0 ) -
上式中，前一项为
为 0，则 uC =
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
在初级线圈中， u
-
C
C
输入示波器 y 轴，则水平方向偏转与
B 成正比。
H
= R
i
，而 H = ni
，则 u
=
??
H ，将 u
H H
H
H
??
输入示波器 x 轴，则竖
H
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 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
B 输出（感生 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 ueff. 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 ueff~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：
ueff /mV
140 120 100 80 60 40 20 0
1号样 ueff-T曲线
T/ ℃
105.0
125.0
25.0 45.0 65.0 85.0
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
样品 3：
TC=111.4℃ .
ueff /mV
300 250 200 150 100 50 0
35.0
3号样 ueff-T曲线
T/℃
45.0 55.0 65.0 75.0 85.0 95.0
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
样品 5：
T C=93.5 ℃.
ueff /mV
350 300 250 200 150 100 50 0
25.0
5号样 ueff-T曲线
T/ ℃
65.0
75.0
35.0 45.0 55.0
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 的交点来确定 Tc，这是因为接近居里点附近时，
Tc，而不是由曲线与横轴
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， 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
所以升温速率不好把握，
3℃ /min，每隔 3℃记录一组数
1℃记录一组数据。
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
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， 下降速度较慢，在居里点附近下降迅速。
开始时感应电动势的
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）
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容