磁学知识
磁滞回线和退磁曲线图的关系
一、先认识 B、H 和 J
读磁滞回线前，首先要区分三个容易混淆的物理量：
H——磁场强度：表示外部施加的磁化或退磁作用，SI 单位为 A/m。
B——磁感应强度（磁通密度）：表示材料内部最终形成的总磁场，SI 单位为 T。
J——磁极化强度：表示材料本身磁化所作的贡献，也常用来描述永磁体抵抗退磁的能力。
三者的关系为：
\[B=\mu_0(H+M)=\mu_0H+J\]
其中，M 为磁化强度，\(\mu_0\) 为真空磁导率。正是因为 B 同时包含外场 H 和材料自身磁化 J 的贡献，B–H 曲线与 J–H 曲线在退磁过程中并不重合。
二、磁滞回线是怎样形成的？
1. 初始磁化：o → a
材料最初处于未磁化或宏观磁性接近于零的状态，对应原点 o。随着正向外磁场 H 增大，材料内部原本取向杂乱的磁畴逐渐转向外场方向，B 随之上升。
当 H 增大到足够程度时，大部分磁矩已经沿外场方向排列，材料进入正向饱和区，对应图中的 a 点。工程中常用饱和磁化强度 Ms、饱和磁极化强度 Js 或饱和磁感应强度 Bs 描述这一状态。
备注
严格来说，磁化 M 或磁极化 J 饱和后，B 中的 \(\mu_0H\) 项仍可能继续增加，因此“B 完全不再增加”只是一种简化表述。
2. 撤去外场：a → b
从 a 点开始减小 H，B 不会沿原来的初始磁化曲线返回原点，而是沿另一条路径下降。当 H 回到 0 时，B 仍保留一个正值，图中的 b 点就是“剩余磁感应强度 Br”，简称“剩磁”。
提示
这说明材料对之前的磁化过程保留了“记忆”。永磁体能够在没有外部励磁的情况下持续产生磁场，正是因为存在剩磁。
3. 反向退磁：b → c
若施加与原磁化方向相反的磁场，H 进入负值，B 会沿第二象限的曲线继续减小。在 c 点，B 降为 0。此时反向磁场强度的绝对值称为“磁感矫顽力”，也称 HcB。
备注
需要特别注意：B=0 并不意味着材料自身的磁化已经完全消失。根据 \(B=\mu_0H+J\)，在 c 点可能只是反向外场产生的磁感应与材料自身磁化相互抵消。
4. 反向磁化并达到饱和：c → d
继续增大反向磁场，越来越多的磁矩发生反转，B 由零转为负值并继续增大其绝对值，最终在 d 点附近进入反向饱和区。这一状态与 a 点相对应，只是磁化方向相反。
5. 再次正向磁化：d → e → f → a
从 d 点减小反向磁场，当 H 回到 0 时，材料仍保留反向磁性，对应 e 点，其 B 值约为 \(-Br\)。随后施加正向磁场，B 在 f 点回到 0；f 点对应正向的 HcB。继续增大正向磁场，材料最终重新回到 a 点，至此完成一个完整的磁滞循环。
三、第二象限“退磁曲线”
| 曲线 | 纵轴 | 与 H 轴的交点 | 物理意义 |
| B–H 退磁曲线 | B | HcB（B=0） | 外场与材料磁化共同作用后的总磁感应降为零 |
| J–H 内禀退磁曲线 | J | HcJ（J=0） | 料自身的磁极化降为零 |
四、磁滞回线上的四个关键指标
Br（剩磁）：外场撤去后还能保留多强的磁感应，是永磁体“能留下多少磁性”的体现。HcB（普通矫顽力）：使 B 降为零所需的反向磁场，反映磁体在具体磁路中维持外部磁通的能力。HcJ（内禀矫顽力）：使 J 降为零所需的反向磁场，更直接地反映材料抵抗不可逆退磁的能力。(BH)max（最大磁能积）：第二象限 B–H 曲线上 \(|B\cdot H|\) 的最大值，表示永磁材料可向外部磁路提供磁能的能力。
五、软磁材料与硬磁材料的磁滞回线有何不同？
把软磁材料与硬磁材料的 B–H 回线画在同一坐标中，最直观的区别就是“软磁回线窄，硬磁回线宽”。如果严格采用相同的 H 轴比例，软磁回线会因为矫顽力小得多而几乎贴在纵轴上
|
对比项目
|
软磁材料
|
硬磁材料 |
| 回线形状 | 窄而陡 | 宽，常较为方正 |
| 矫顽力 Hc | 小 | 大 |
| 磁导率 | 通常较高 | 通常较低 |
| 剩磁与保磁性 | 撤去外场后容易退磁 | 能较长时间保留磁性 |
| 磁滞损耗 | 回线面积小，循环损耗较低 | 回线面积较大，不适合频繁反复磁化 |
| 主要需求 | 易于磁化、易于退磁 | 抵抗外界反向磁场和退磁作用 |
| 典型材料 | 电工纯铁、硅钢、坡莫合金、软磁铁氧体 | 钕铁硼、钐钴、铝镍钴、硬磁铁氧体 |
| 常见应用 | 变压器铁芯、电感、继电器、电机定子铁芯 | 永磁电机、扬声器、传感器、磁吸与保持装置 |
备注