铁磁材料应用广泛，从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存储用的磁带、磁盘等都采用各种特性的铁磁材料。铁磁材料多数是铁和其它金属元素或非金属元素组成的合金以及某些包含铁的氧化物（铁氧体），他们除了具有高的磁导率外，另一重要的磁性特点就是磁滞。铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线表征了磁性材料的基本磁化规律，反映了磁性材料的基本磁参数，对铁磁材料的应用和研制具有重要意义。根据磁滞回线的不同，可将铁磁材料分为硬磁和软磁两大类，其根本区别在于矫顽磁场Hc的大小不同。硬磁材料的磁滞回线宽，剩磁和矫顽磁场大（大于102 A/m），因而磁化后，其磁感应强度可长久保持，适宜做永久磁铁。软磁材料的磁滞回线窄，矫顽磁场 Hc一般小于10 2 A/m，但其磁导率和饱和磁感强度大，容易磁化和去磁，故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。
本实验通过示波器来观测不同磁性材料的磁滞回线和基本磁化曲线，以加深对材料磁特性的认识。
如果在电流产生的磁场中放入铁磁物质，则磁场将明显增强，此时铁磁物质中的磁感应强度比单纯由电流产生的磁感应强度可以大百倍，甚至在千倍以上。铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系：
$$ \tag{1}{B=μH}$$
对于铁磁物质而言，磁导率μ并非常数，而是随H的变化而改变的物理量，即μ=ƒ(H)，为非线性函数，所以B与H也是非线性关系，如图1所示。
铁磁材料未被磁化时的状态称为去磁状态，此时磁场强度和磁感应强度均为零。随着磁场强度H的增加，磁感应强度B也随之增加。当H增加到一定值（Hs）后，B几乎不再随H的增加而增加，说明磁化已达饱和，从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线，如图1中的oa曲线。
当铁磁材料的磁化达到饱和之后，如果将磁化场减少，磁感应强度B也随之减少，但其减少的过程并不沿着磁化时的oa段退回，而且当磁化场撤消，H=0时，铁磁材料仍然保持一定的磁性，此时的B称为剩磁（剩余磁感应强度），用Br表示，如图2所示。
若要使被磁化的铁磁材料完全退磁，必须加上一个反向磁场并逐步增大。当反向磁场强度增加到H=-Hc时（图2上的c点），磁感应强度B=0，达到退磁。图2中的的bc段曲线为退磁曲线，Hc为矫顽磁场。继续增加反向磁场，铁磁材料将沿反向被磁化，达到反向饱和。如果减小反向磁场强度至0，同样出现剩磁现象，再正向增加磁场强度，得到图2所示的封闭曲线abcdefa，称为铁磁材料的磁滞回线。这种B的变化始终落后于H的变化的现象，称为磁滞现象。实验表明，经过多次反复磁化后，铁磁材料达到稳定的磁化状态，B-H的量值关系形成一个稳定的闭合的“磁滞回线”，通常以这条曲线来表示该材料的磁化性质。这种反复磁化的过程称为“磁锻炼”。本实验使用交变电流，所以每个状态都是经过充分的“磁锻炼”，随时可以获得稳定的磁滞回线。
当从初始状态（H=0，B=0）开始周期性地改变磁场强度的幅值时，在磁场由弱到强单调增加过程中，可以得到面积由小到大的一簇磁滞回线，如图3所示。其中最大面积的磁滞回线称为极限磁滞回线。把图3中原点O和各个磁滞回线的顶点a1，a2，…a所连成的曲线，称为铁磁性材料的基本磁化曲线。不同的铁磁材料其基本磁化曲线是不相同的。在测量基本磁化曲线时，每个磁化状态都要经过充分的“磁锻炼”。否则，得到的B-H曲线即为开始介绍的起始磁化曲线，两者不可混淆
由于铁磁材料磁化过程的不可逆性及具有剩磁的特点，在测定磁化曲线和磁滞回线时，必须将铁磁材料预先退磁，消除样品中的剩余磁性，以保证外加磁场H=0时，B=0。在理论上，要消除剩磁Br，只需通一反向励磁电流，使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽磁场即可。实际上，矫顽磁场的大小通常并不知道，因而无法确定退磁电流的大小。我们从磁滞回线得到启示，如果使铁磁材料磁化达到磁饱和，然后不断改变励磁电流的方向（如采用交变电流），与此同时逐渐减小励磁电流，直到为零。则该材料的磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线，如图4所示。当H减小到零时，B亦同时降为零，达到完全退磁。
用示波器测量B-H曲线的实验线路如图5所示。在圆环状磁性样品上绕有励磁线圈N1匝（原线圈）和测量线圈N2匝（次线圈），当N1通以交变电流i1时，样品内将产生磁场，其磁力线在罗兰环内呈闭合回路。根据安培环路定律有:$$ \tag{2} {i=\frac{HL}{N_1}} $$ 式中 L为的环状样品的平均磁路长度。电阻 R1两端的电压UR1为：$$ \tag{3} U_{R1}=\frac{HL}{N_1}R_1 $$
上式表明磁场强度H与UR1成正比，将R1两端的电压送到示波器的X输入端，即UX=UR1，则示波器X方向偏转量的大小反映了磁场强度H的大小。
为了测量磁感应强度B，在次级线圈N2上串联一个电阻R2与电容C构成一个回路，同时R2与C又构成一个积分电路。线圈N1中交变磁场H在铁磁材料中产生交变的磁感应强度B，因此在线圈N2中产生感应电动势，其大小为：$$\tag{4}\varepsilon_2=\frac{d\mathrm{\Phi}}{dt}=N_2S\frac{dB}{dt}$$ 式中 S为线圈N2的横截面积。 R2C积分电路中的电流为：$$\tag{5} i_2=\frac{\varepsilon_2}{\sqrt{{R_2}^2+({\frac{1}{\omega c})}^2}} $$ 式中ω为电源的角频率。若 R2和C都选择的足够使\(R_2>>{1/{ωc}}\)，则：$$\tag{6} i_2=\frac{\varepsilon_2}{R_2}$$
可见，只要通过示波器测出UX、UY的大小，即可得到相应的H和B值。这样，磁化电流变化一个周期，示波器的电子束径迹将描出一条完整的磁滞回线。以后每个周期都重复此过程，在示波器荧光屏上即可看到一稳定的磁滞回线图形。如果由小到大调节信号发生器的输出电压，则能在荧光屏上观察到由小到大扩展的磁滞回线图形，如果逐次记录其正顶点的坐标，并在坐标纸上把它连成光滑的曲线，就得到样品的基本磁化曲线。
电容C两端的电压为::$$\tag{7} U_C=\frac{Q}{C}=\frac{1}{C}\int{i_2}{\rm d}t=\frac{N_2S}{CR_2}B$$ 将 C两端电压送至示波器的Y轴，即UY=UC，则示波器Y方向偏转量的大小反映了磁感应强度B的大小。
实验前先熟悉实验仪器的构成。本实验所用DH4516N型动态磁滞回线测试仪由测试样品、功率信号源、可调标准电阻、标准电容和接口电路等组成。仪器面板如图6所示。
测试样品有两种，一种是圆形罗兰环，材料是锰锌功率铁氧体，磁滞损耗较小；另一种是EI型硅钢片，磁滞损耗较大些。信号源的频率在20～200Hz间可调；可调标准电阻R1、R2均为无感交流电阻，R1的调节范围为0.1～11Ω；R2的调节范围为1～110kΩ。标准电容有0.1μF～11μF可选，其介质损耗很小。
实验样品的参数如下： 样品1：平均磁路长度L=0.130 m，铁芯实验样品截面积S=1.24×10-4 m2，线圈匝数： N1=150匝，N2=150匝，N3=150匝。 样品2：平均磁路长度 L=0.075m，铁芯实验样品截面积S=1.20×10-4m2，线圈匝数，线圈匝数： N1=150匝，N2=150匝，N3=150匝。