什么是磁滞曲线

磁滞曲线的定义

首先,我们先来看看,何谓磁滞(hysteresis)的现象与磁滞曲线(hysteresiscurve).将铁磁性物质置於一外加磁场下,当外加磁场由零(A点)逐渐增大时,铁磁性物质之感应磁场也随之增大.当外加磁场增大到某一程度后,无论磁场再如何增大,铁磁性物质感应的磁场也不再增大,此即达到饱和(C点).此时,再逐渐减小外加磁场,则铁磁性物质之感应磁场亦随之减小但减小较慢,其路径并不沿原磁化曲线(magnetizationcurve)CBA返回,而是沿另一曲线CD变化.直到外加磁场降为零,而铁磁性物质仍保有磁性,此即磁滞现象,而此点(D点)所具有的磁场称为该磁性物质之残磁量(residualinduction,Br).实际上,若欲使该磁性物质之磁化量归趋於零,则需外加一反向磁场以作为去磁之用,如下图所示,至少需外加如E点之反向磁场才能使M场为零.此时,E点之H值称为物质之抗磁力或矫顽磁力(coercivity,Hc), 或称之为抗磁场强度(coercivefieldintensity).相同於正向之外加磁场之效应,反向磁场大到某一程度,铁磁性物质磁化强度亦会达到饱和(F点),减小反向磁场至零点(G点),铁磁性物质仍具磁性.再通以正向磁场,磁化曲线会沿曲线GC到达C点而成一个封闭曲线.此封闭曲线即称为磁滞曲线.
　
换言之，当铁磁质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场H，介质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化。这种现象叫磁滞。

在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。

磁滞曲线的原理


　

图示为强磁物质磁滞现象的曲线。一般说来,铁磁体等强磁物质的磁化强度M或磁感应强度B 不是磁场强度H的单值函数而依赖于其所经历的磁状态的历史。以磁中性状态(H =M=B=0)为起始态,当磁状态沿起始磁化曲线0ABC磁化到 C点附近（如图）时，此时磁化强度趋于饱和,曲线几乎与H轴平行。将此时磁场强度记为Hs,磁化强度记为Ms。此后若减小磁场，则从某一磁场(B点)开始,M随H 的变化偏离原先的起始磁化曲线,M的变化落后于H。当H 减小至零时,M不减小到零,而等于剩余磁化强度Mr。为使M减至零,需加一反向磁场-,称为矫顽力。反向磁场继续增大到-Hs时,强磁体的M将沿反方向磁化到趋于饱和-Ms,反向磁场减小并再反向时，按相似的规律得到另一支偏离反向起始磁化曲线的曲线。于是当磁场从Hs变为－Hs,再从－Hs变到 Hs时，强磁体的磁状态将由闭合回线CBDEFEGBC描述,其中BC及EF两段相应于可逆磁化,M为H 的单值函数。而BDEGB为磁滞回线。在此回线上,同一H可有两个M值,决定于磁状态的历史。这是由不可逆磁化过程所致。若在小于Hs的±Hm 间反复磁化时,则得到较小的磁滞回线。称为小磁滞回线或局部磁滞回线(见磁化曲线图2)。相应于不同的Hm,可有不同的小回线。而上述 BDEGB为其中最大的。故称为极限磁滞回线。H大于极限回线的最大磁场强度Hs时,磁化基本可逆；H小于此值时,M为H的多值函数。通常将极限磁滞回线上的Mr及定义为材料的剩磁及矫顽力,为表征该材料的磁特性的重要参量。

铁磁材料的磁滞曲线
　　
铁磁物质的磁化过程很复杂，这主要是由于它具有磁滞的特性。一般都是通过测量磁化场的磁场强度H和磁感应强度B之间的关系来研究其磁性规律的。


铁磁材料的磁滞曲线
 
当铁磁物质中不存在磁化场时，H和B均为零，即图2中B～H曲线的坐标原点0。随着磁化场H的增加，B也随之增加，但两者之间不是线性关系。当H增加到一定值时，B不再增加(或增加十分缓慢)，这说明该物质的磁化已达到饱和状态。Hm和Bm分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度(对应于图中a点)。如果再使H逐渐退到零，则与此同时B也逐渐减少。然而H和B对应的曲线轨迹并不沿原曲线轨迹a0返回，而是沿另一曲线ab下降到Br，这说明当H下降为零时，铁磁物质中仍保留一定的磁性，这种现象称为磁滞，Br称为剩磁。将磁化场反向，再逐渐增加其强度，直到H=-Hc，磁感应强度消失，这说明要消除剩磁，必须施加反向磁场Hc。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。图2表明，当磁场按Hm→0→-Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序变化时，B所经历的相应变化为Bm→Br→0→-Bm→-Br→0→Bm。于是得到一条闭合的B～H曲线，称为磁滞回线。

磁滞曲线的应用
　
磁滞回线普通的应用有电磁炉加热，如涡流炼铁。