磁滞回线的介绍

　　磁滞回线magnetic hysteresis loop  表示磁场强度周期性变化时强磁性物质磁滞现象的闭合磁化曲线。磁滞回线表示磁场强度周期性变化时，强磁性物质磁滞现象的闭合磁化曲线。它表明了强磁性物质反复磁化过程中磁化强度M或磁感应强度B与磁场强度H之间的关系。由于B=μ0(H+M)，若已知一材料的M—H曲线，便可求出其B—H曲线，反之亦然。式中μ0为真空磁导率。

　　磁滞回线是铁磁性物质和亚铁磁性物质的一个重要的特征，顺磁性和抗磁性物质则不具有这一现象。

图一：强磁物质的磁滞回线

　　将强磁性材料（包括铁磁性和亚铁磁性材料）样品从剩余磁化强度M=0开始，逐渐增大磁化场的磁场强度H，磁化强度M将随之沿图1中OAB曲线增加，直至到达磁饱和状态B。现增大H，样品的磁化状态将基本保持不变，因此直线段BC几乎与H轴平行。当磁化强度到达饱和值Ms时，对应的磁场强度H用Hs表示。OAB曲线称为起始磁化曲线。

　　此后若减小磁化场，磁化曲线从B点开始并不沿原来的起始磁化曲线返回，这表明磁化强度M的变化滞后于H的变化，这种现象称为磁滞。当H减小为零时，M并不为零，而等于剩余磁化强度Mr。要使M减到零，必须加一反向磁化场，而当反向磁化场加强到-Hcm时，M才为零，Hcm称为矫顽力。

　　如果反向磁化场的大小继续增大到-Hs时，样品将沿反方向磁化到达饱和状态E，相应的磁化强度饱和值为-Ms。E点和B点相对于原点对称。

　　此后若使反向磁化场减小到零，然后又沿正方向增加。样品磁化状态将沿曲线EGKB回到正向饱和磁化状态B。EGKB曲线与BNDE曲线也相对于原点O对称。由此看出，当磁化场由Hs变到-Hs，再从-Hs变到Hs反复变化时，样品的磁化状态变化经历着由BNDEGKB闭合回线描述的循环过程。曲线BNDEGKB称为磁滞回线。

　　BC及EF两段相应于可逆磁化过程，M为H的单值函数。由于磁滞现象，磁滞回线上任一给定的H，对应有两个M值。样品处于哪个磁状态，决定于样品的磁化历史。可以证明，B-H磁滞回线所包围的面积正比于在一次循环磁化中的能量损耗。

  正常磁化曲线

  图2 强磁体的正常磁化曲线

　　若磁化场的最大|H|值在小于|Hs|的范围内反复磁化，将得到小一些的磁滞回线(见图2)。所有磁滞回线中上述BNDEGKB为最大的一个，常称为极限磁滞回线。各磁滞回线两端顶点的连线称为正常磁化曲线，如图2中虚线所示，它和起始磁化曲线基本重合。

　　用B-H表示的强磁性材料的磁滞回线其走向和形状与M-H磁滞回线大致相同。在电工技术中更多使用B-H表示的磁滞回线。

　　上述磁滞回线是在磁场作缓慢变化时得到的，也称为准静态磁滞回线。在交变磁场作用时，仍然有磁滞现象，磁滞回线也是一闭合回线，称为动态磁滞回线。由于涡流效应等影响，动态磁滞曲线的形状和面积大小等都与准静态磁滞回线的不同。

　　可以证明，B-H磁滞回线所包围的面积正比于在一次循环磁化中的能量损耗。对准静态磁滞回线，此损耗仅为磁滞损耗，对于动态磁滞回线，此能量损耗包括磁滞损耗和涡流损耗等。 

　　矫顽力

　　当H=-Hc时， B=0(B≈μ0(H+M) ，所以此时M≈0)，这说明使铁磁质完全消除剩磁需加反向磁场Hc，Hc称为矫顽力。因为H=B/μ0-M，严格地说使B=0与使M=0所需的矫顽力不一样，应当区分使M=0与使B=0的矫顽力。在矫顽力不大时(即在H≪M时，B=μ0(H+M)≃μ0M)认为二者矫顽力一致(即B=0时M=0)。矫顽力的大小反映了铁磁材料保存剩磁状态的能力。正是按矫顽力的大小把铁磁质分成硬磁材料和软磁材料。