12-5鐵磁質(zhì).ppt

1、與弱磁質(zhì)相比，鐵磁質(zhì)具有以下特點：,(1)在外磁場的作用下能產(chǎn)生很強的附加磁場。,(2)外磁場停止作用后，仍能保持其磁化狀態(tài)。,(4)具有臨界溫度Tc。在Tc以上，鐵磁性完全消失而成為順磁質(zhì)，Tc稱為居里溫度或居里點。不同的鐵磁質(zhì)有不同的居里溫度Tc。純鐵：770C，純鎳：358C。,(3)相對磁導率和磁化率不是常數(shù)，而是隨外磁場的變化而變化；具有磁滯現(xiàn)象， 之間不具有簡單的線性關(guān)系。,12-5 鐵磁質(zhì),居 里,把未磁化的均勻鐵磁質(zhì)充滿一螺繞環(huán)，如圖：,線圈中通入電流(勵磁電流)后，鐵磁質(zhì)就被磁化。,根據(jù)有介質(zhì)時的安培環(huán)路定理，當勵磁電流為I時，環(huán)內(nèi)的磁場強度：,1.磁介質(zhì),鐵芯中的B由磁通計

2、上的次級線圈測出，這樣，通過改變勵磁電流，可得到對應的一組B和H的值，從而給出一條關(guān)于試樣BH的關(guān)系曲線（磁化曲線）。,磁 介 質(zhì),使勵磁電流從零開始，此時B=H=0，然后逐漸增大電流，以增大H 。測得B與H的對應關(guān)系如圖所示：,隨H的增大，B先緩慢增大(OA段)，然后迅速增大(AB段)，過B點過后，B又緩慢增大(BC段)。,從S開始，B幾乎不隨H的增大而增大，介質(zhì)的磁化達到飽和。與S對應的HS稱飽和磁場強度，相應的BS稱飽和磁感應強度。,根據(jù) ，可以求出不同H值對應的r值，由此可見鐵磁質(zhì)BH顯著的非線性特點。,磁 介 質(zhì),2. 磁滯回線,當鐵磁質(zhì)達到飽和狀態(tài)后，緩慢地減小H，鐵磁質(zhì)中的B并不

3、按原來的曲線減小，并且H=0時，B不等于0，具有一定值，這種現(xiàn)象稱為剩磁。,-Hc,要完全消除剩磁Br，必須加反向磁場，當B=0時磁場的值Hc為鐵磁質(zhì)的矯頑力。,當反向磁場繼續(xù)增加，鐵磁質(zhì)的磁化達到反向飽和。反向磁場減小到零，同樣出現(xiàn)剩磁現(xiàn)象。不斷地正向或反向緩慢改變磁場，磁化曲線為一閉合曲線磁滯回線。,B的變化總落后于H的變化，稱磁滯現(xiàn)象。,在反復磁化過程中能量的損失叫做磁滯損耗。緩慢磁化過程，經(jīng)歷一次磁化過程損耗的能量與磁滯回線包圍的面積成正比。,-Hc,鐵磁體在交變磁化磁場的作用下，它的形狀隨之改變，叫做磁致伸縮效應。,磁滯回線,3. 磁疇,在鐵磁質(zhì)中，相鄰鐵原子中的電子間存在著非常強的

4、交換耦合作用，這個相互作用促使相鄰原子中電子的自旋磁矩平行排列起來，形成一個自發(fā)磁化達到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域，這些自發(fā)磁化的微小區(qū)域稱為磁疇。,磁 疇,在沒有外磁場作用時，磁體體內(nèi)磁矩排列雜亂，任意物理無限小體積內(nèi)的平均磁矩為零。,在外磁場作用下，磁矩與外磁場同方向排列時的磁能將低于磁矩與外磁反向排列時的磁能，結(jié)果是自發(fā)磁化磁矩和外磁場成小角度的磁疇處于有利地位，這些磁疇體積逐漸擴大，而自發(fā)磁化磁矩與外磁場成較大角度的磁疇體積逐漸縮小。隨著外磁場的不斷增強，取向與外磁場成較大角度的磁疇全部消失，留存的磁疇將向外磁場的方向旋轉(zhuǎn)，以后再繼續(xù)增加磁場，所有磁疇都沿外磁場方向整齊排列，這時磁化達到飽和。

5、,磁 疇,矯頑力很小(Hc102Am-1)，磁滯回線窄，所圍的面積小，磁滯損耗小。,軟磁材料如純鐵、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體等材料，適用于交變磁場中，常用作變壓器、繼電器、電動機、電磁鐵和發(fā)動機的鐵芯。,矯頑力大，剩磁大、磁滯回線寬，所圍的面積大，磁滯損耗大。,4. 軟磁材料,5. 硬磁材料,硬磁材料如碳鋼、鎢鋼、鋁鎳鈷合金等材料。磁化后能保持很強的磁性，適用于制成各種類型的永久磁鐵。,矩磁材料的磁滯回線接近于矩形，特點是剩磁Br接近飽和值BS。,壓磁材料具有較強的磁致伸縮效應，常用于制造超聲波發(fā)生器。,硬磁材料,當矩磁材料在不同方向的外磁場磁化后，總是處于 和 兩種剩磁狀態(tài)，可作電子計算機的“記憶”元件。,硬磁材料如碳鋼、鎢鋼、鋁鎳鈷合金等材料。磁化后能保持很強的磁性，適用于制成各種類型的永久磁鐵。,矩磁材料的磁滯回線接近于矩形，特點是剩磁Br接近飽和值BS。