磁場(chǎng)強(qiáng)度_百度文庫(kù)

1、2、什么叫磁場(chǎng)強(qiáng)度(H?1820年,丹麥科學(xué)家奧斯特(H. C. Oersted發(fā)現(xiàn)通有電流的導(dǎo)線可以使其附近的磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而揭示了電與磁的基本關(guān)系,誕生了電磁學(xué)。實(shí)踐表明:通有電流的無限長(zhǎng)導(dǎo)線在其周圍所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流的大小成正比,與離開導(dǎo)線的距離成反比。定義載有1安培電流的無限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線1/2米遠(yuǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1A/m(安/米,國(guó)際單位制SI;在CGS單位制(厘米-克-秒中,為紀(jì)念?yuàn)W斯特對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn),定義載有1安培電流的無限長(zhǎng)導(dǎo)線在距離導(dǎo)線0.2厘米遠(yuǎn)處磁場(chǎng)強(qiáng)度為1Oe(奧斯特,1Oe=1/(410 A/m。磁場(chǎng)強(qiáng)度通常用H表示。如果單位磁極所受的力正好是1達(dá)因(dyn;1

2、dyn=10-5N,那么這點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)度H就是1奧斯特(Oe。常用表示單位為安/米(A /m4、什么叫磁感應(yīng)強(qiáng)度(B,什么叫磁通密度(B,B與H,J,M之間存在什么樣的關(guān)系?理論與實(shí)踐均表明,對(duì)任何介質(zhì)施加一磁場(chǎng)H時(shí)(該磁場(chǎng)可由外部電流或外部永磁體提供,亦可由永磁體對(duì)永磁介質(zhì)本身提供,由永磁體對(duì)永磁介質(zhì)本身提供的磁場(chǎng)又稱退磁場(chǎng)-關(guān)于退磁場(chǎng)的概念,見9 Q,介質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度并不等于H,而是表現(xiàn)為H與介質(zhì)的磁極化強(qiáng)度J之和。由于介質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度是由磁場(chǎng)H通過介質(zhì)的感應(yīng)而表現(xiàn)出來的,為與H區(qū)別,稱之為介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,記為B:B=0 H+J (SI單位制(1-1B=H+4M (CGS單位制磁感應(yīng)強(qiáng)度

3、B的單位為T,CGS單位為Gs(1T=104Gs。對(duì)于非鐵磁性介質(zhì)如空氣、水、銅、鋁等,其磁極化強(qiáng)度J、磁化強(qiáng)度M幾乎等于0,故在這些介質(zhì)中磁場(chǎng)強(qiáng)度H與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相等。由于磁現(xiàn)象可以形象地用磁力線來表示,故磁感應(yīng)強(qiáng)度B又可定義為磁力線通量的密度,磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁通密度B在概念上可以通用。5、什么叫剩磁(Jr,Br,為什么在永磁材料的退磁曲線上任意測(cè)量點(diǎn)的磁極化強(qiáng)度J值和磁感應(yīng)強(qiáng)度B 值必然小于剩磁Jr和Br值?永磁材料在閉路狀態(tài)下經(jīng)外磁場(chǎng)磁化至飽和后,再撤消外磁場(chǎng)時(shí),永磁材料的磁極化強(qiáng)度J和內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度B并不會(huì)因外磁場(chǎng)H的消失而消失,而會(huì)保持一定大小的值,該值即稱為該材料的剩余磁極化強(qiáng)度J

4、r和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br,統(tǒng)稱剩磁。剩磁Jr和Br的單位與磁極化強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度單位相同。根據(jù)關(guān)系式(1-1可知,在永磁材料的退磁曲線上,磁場(chǎng)H為0時(shí),Jr=Br,磁場(chǎng)H為負(fù)值時(shí),J與B不相等,便分成了J-H和B-H二條曲線。從關(guān)系式(1-1還可以看到,隨著反向磁場(chǎng)H的增大,B從最大值Br=Jr變化到0,最后為負(fù)值,對(duì)于現(xiàn)代永磁材料,B退磁曲線的變化規(guī)律往往為直線;J退磁曲線的變化規(guī)律則不同:隨著反向磁場(chǎng)H的增大,B值線性減小,由于B值的減小量總是大于或等于反向磁場(chǎng)H的增大量,故在J退磁曲線上的一定區(qū)域內(nèi)可以保持相對(duì)平直的直線,但其J值總是小于Jr。6、什么叫矯頑力(bHc,什么叫內(nèi)稟矯頑力(j

5、Hc?在永磁材料的退磁曲線上,當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值bHc時(shí),磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0,稱該反向磁場(chǎng)H值為該材料的矯頑力bHc;在反向磁場(chǎng)H= bHc時(shí),磁體對(duì)外不顯示磁通,因此矯頑力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁效應(yīng)的能力。矯頑力bHc是磁路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參量之一。值得注意的是:矯頑力bHc在數(shù)值上總是小于剩磁Jr。因?yàn)閺?1-1式可以看到,在H= bHc處,B=0,則0 bHc =J,上面已經(jīng)說明,在J退磁曲線上任意點(diǎn)的磁極化強(qiáng)度值總是小于剩磁Jr,故矯頑力bHc在數(shù)值上總是小于剩磁Jr。例如:Jr =12.3kGs的磁體,其bHc不可能大于12.3kOe。換句話說,剩磁J

6、r在數(shù)值上是矯頑力bHc的理論極限。當(dāng)反向磁場(chǎng)H= bHc時(shí),雖然磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0,磁體對(duì)外不顯示磁通,但磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和往往并不為0,也就是說此時(shí)磁體的磁極化強(qiáng)度J在原來的方向往往仍保持一個(gè)較大的值。因此,bHc還不足以表征磁體的內(nèi)稟磁特性;當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值jHc時(shí),磁體內(nèi)部的微觀磁偶極態(tài)下,磁體內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)的大小,Bm和Hm的絕對(duì)值的乘積(BmHm代表磁體在該狀態(tài)下對(duì)外做功的能力,等同于磁體所貯存的磁能量,稱為磁能積。在B退磁曲線上的Br點(diǎn)和bHc點(diǎn),磁體的(BmHm =0,表示此時(shí)磁體對(duì)外做功的能力為0,即磁能積為0;磁體在某一狀態(tài)下(BmHm的值最

7、大,表示此時(shí)磁體對(duì)外做功的能力最大,稱為該磁體的最大磁能積,或簡(jiǎn)稱磁能積,記為(BHmax或(BHm。因此,人們通常都希望磁路中的磁體能在其最大磁能積狀態(tài)下工作。磁能積的單位在SI制中為J/m3(焦耳/立方米,在CGS制中為MGOe(兆高奧斯特,100/4J/m3=1 MGOe。8、什么叫居里溫度(Tc,什么叫磁體的可工作溫度Tw,二者有何關(guān)系?隨著溫度的升高,由于物質(zhì)內(nèi)部基本粒子的熱振蕩加劇,磁性材料內(nèi)部的微觀磁偶極矩的排列逐步紊亂,宏觀上表現(xiàn)為材料的磁極化強(qiáng)度J隨著溫度的升高而減小,當(dāng)溫度升高至某一值時(shí),材料的磁極化強(qiáng)度J降為0,此時(shí)磁性材料的磁特性變得同空氣等非磁性物質(zhì)一樣,將此溫度稱為

8、該材料的居里溫度Tc。居里溫度Tc只與合金的成分有關(guān),與材料的顯微組織形貌及其分布無關(guān)。在某一溫度下永磁材料的磁性能指標(biāo)與室溫相比降低一規(guī)定的幅度,將該溫度稱為該磁體的可工作溫度Tw。由于磁性能的這一降低幅度需要視該磁體的應(yīng)用條件及要求而定,因此,所謂的磁體的可工作溫度Tw對(duì)于同一磁體來說是一個(gè)待定值,也就是說,同一永磁體在不同的應(yīng)用場(chǎng)合可以有不同的可工作溫度Tw。顯然,磁性材料的居里溫度Tc代表著該材料的理論工作溫度極限。事實(shí)上,永磁材料的實(shí)際可工作Tw遠(yuǎn)低于Tc。例如,純?nèi)腘d-Fe-B磁體的Tc為312,而其實(shí)際可工作Tw通常不到100。通過在Nd-Fe-B合金中添加重稀土金屬以及Co、Ga等元素,可顯著提高Nd-Fe-B磁體的Tc和可工作Tw。值得注意的是,任何永磁體的可工作Tw不僅與磁體的Tc有關(guān),還與磁體的jHc等磁性能指標(biāo)、以及磁體在磁路中的工作狀態(tài)有關(guān)。9、什么叫永磁體的回復(fù)導(dǎo)磁率(rec.,什么叫J退磁曲線方形度(Hk/jHc,它們有何意義?當(dāng)磁體處在動(dòng)態(tài)工作條件下時(shí),外部反向磁場(chǎng)H或磁體內(nèi)部的退磁場(chǎng)Hd呈周期性變化,此時(shí)如圖2所示的工作點(diǎn)D亦呈周期性往復(fù)變化,定義在磁體的B退磁曲線上工作點(diǎn)D往復(fù)變化的軌跡為磁體的動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)撤消后,磁體的工作點(diǎn)仍能恢復(fù)到原來的位置。因此,Hk/j