什么是磁滞回线

什么是磁滞回线？

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。

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。

磁滞回线图示分析

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-HcM，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Hc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。


 

准静态磁滞回线

相应于磁感应强度，有相似的 B-H 磁滞回线其剩磁为，矫顽力写为HcB，以区别于HcM，Br=μMr（Br=4πMr），Br及Mr相应于同一剩磁状态。但HcB≠HcM，二者不相应于同一状态。应用关系B=μ0H+μ0M，可从已知的 B-H 回线上求HcM，也可以从已知的 M-H 回线上求HcB。一般HcM≥HcB，当 M-H 回线为理想矩形而HcM≤Mr时取等号。对于HcM不高的材料，HcM与HcB相差不大。但对一些高HcM硬磁，如稀土钴合金，Mn-Al合金等，HcM可远大于HcB。如未特别注明，通常的矫顽力Hc即指HcB。

上述磁滞回线是指磁场作准静态或缓慢变化时得到的所谓准静态磁滞回线。在交变场作用时，磁状态仍由一闭合回线描述。但由于涡流效应及磁性后效的影响，回线形状不同于静态，称为动态回线。

可以证明磁滞回线的面积正比于反复磁化一周的磁损耗。对于静态回线，此损耗为磁滞损耗；对于动态回线，为总磁损耗，包括磁滞、涡流及剩余损耗。

不同磁滞回线的强磁物质有不同的应用，如永磁材料要求高Hc(高HcB或HcM)和高Mr，软磁材料要求低Hc，记忆元件磁芯要求适当低的Hc及高。

有些反铁磁体，由于存在磁畴，也有磁滞现象及磁滞回线。

磁滞回线的应用

磁滞回线普通的应用有电磁炉加热，如涡流炼铁。