磁場的基本物理量32磁性材料的磁性質

會計學1磁場的基本物理量32磁性材料的磁性質應會：磁感應定律及其應用，霍爾元件的應用；變壓器在汽車電路中的應用；電磁鐵和繼電器在汽車電路中的應用。第3章磁路與電機第1頁/共17頁3.1磁路的基本物理量學習目標：理解并掌握磁路、磁感應強度、磁通、磁導率和磁場強度的概念。第2頁/共17頁3.1磁路的基本物理量汽車上有變壓器、交流發(fā)電機、直流電動機、電磁鐵、繼電器等含有感性元件的電器設備。這些設備中存在電感線圈，當電感線圈通電后在電路中就產生了磁場。磁場的磁感線在鐵心的限定范圍內形成的閉合路徑，即磁路。(c)磁電式儀表磁路(d)繼電器磁路(a)變壓器磁路(b)直流電動機磁路第3頁/共17頁3.1.1磁感應強度(B)3.1磁路的基本物理量磁感應強度B是描述磁場中某點的磁場強弱和方向的物理量。它是一個矢量。磁感應強度B與電流強度I之間的方向關系可以用右手螺旋定則來確定，大小為在國際單位制中B的單位為特斯拉(T)。勻強磁場：磁場中各點的磁感應強度大小相等、方向相同。磁感應強度B的方向：就是該點的磁場方向，即該點磁感線的切線方向。第4頁/共17頁3.1磁路的基本物理量3.1.2磁通()

定義：為穿過某一面積的磁感線的條數(shù)。在勻強磁場中，磁感應強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，為通過該面積的磁通，也稱磁通量。由式可得，由此可見，磁感應強度也可以稱為磁通密度。在國際單位制中，的單位為韋伯(Wb)。第5頁/共17頁3.1磁路的基本物理量3.1.3磁導率(μ)磁導率μ是描述磁場中介質導磁能力的物理量。磁導率值大的材料，導磁性能好。鐵磁性物質有鐵、鈷、鎳及其合金等材料，非磁性物質有氣體、非金屬、銅、鋁等材料。真空中的磁導率非磁性材料磁導率與真空磁導率近似相等H/m相對磁導率：某物質的磁導率與真空磁導率的比值，用表示。鐵磁物質的磁導率不是常數(shù)，它隨線圈上通電電流的改變而改變。第6頁/共17頁3.1磁路的基本物理量在國際單位制中，H的單位為A/m。3.1.4磁場強度(H)為了便于計算，引入計算磁場的輔助物理量，用H表示。它與磁感應強度的關系是在磁場中H與B的方向相同，但數(shù)值上不相等。

B與H區(qū)別：在通電線圈所產生的磁場中，H代表電流本身所產生的磁場的強弱，反映了電流的勵磁能力，其大小只與電流成正比，而與介質的性質無關。B代表電流產生磁場以及介質被磁化后所產生的總磁場的強弱，其大小不僅與電流的大小有關，而且還與介質的性質有關。

H相當于激勵，B相當于響應。第7頁/共17頁3.2磁性材料的磁性3.2磁性材料的磁性能學習目標：理解并掌握鐵磁性材料的高導磁性、磁飽和性和磁滯性的意義。第8頁/共17頁3.2磁性材料的磁性3.2.1高導磁性自然界物質按磁導率不同可分為兩大類：磁性物質和非磁性物質。非磁性物質分子電流的磁場方向雜亂無章，幾乎不受外磁場的影響而互相抵消，不顯磁性。磁性物質內部形成許多小區(qū)域，其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區(qū)域內的分子磁場排列整齊，顯示磁性，稱這些小區(qū)域為磁疇。這是磁性物質所特有的結構。在沒有外磁場作用的鐵磁性物質中，各個磁疇排列雜亂無章，磁場互相抵消，整體對外不顯磁性。3.2磁性材料的磁性能第9頁/共17頁3.2磁性材料的磁性能3.2.1高導磁性在外磁場作用下，磁疇方向發(fā)生變化，使之與外磁場方向趨于一致，物質整體顯示出磁性來，稱為磁化。磁化后的鐵磁性物質內部的磁感應強度大大增加。磁性材料中，如鐵的相對磁導率在200以上，鑄鋼的相對磁導率在1000以上，硅鋼片的相對磁導率可達7000，而玻莫合金的相對磁導率可達105以上。由于鐵磁性物質具有高導磁性，在這種具有鐵磁性材料的線圈中通入不太大的勵磁電流，便可以產生較大的磁通和磁感應強度，因此被廣泛應用于汽車發(fā)電機、直流電動機及各種繼電器中。非磁性材料沒有磁疇結構，所以不具有磁化的特性。第10頁/共17頁3.2磁性材料的磁性能3.2.2磁飽和性

磁性物質由于磁化所產生的磁化磁場不會隨著外磁場的增強而無限增強。當外磁場增大到一定程度時，磁性物質的全部磁疇的磁場方向都轉向與外部磁場方向一致，磁化磁場的磁感應強度將趨向某一定值。B與H不成正比，兩者關系的曲線稱為磁化曲線。在H比較小時，B差不多與H成正比增加；當H增加到一定值后，B的增加緩慢下來，到a點之后，隨著H的繼續(xù)增加，B卻增加得很少。此即為磁飽和現(xiàn)象。第11頁/共17頁3.2磁性材料的磁性能3.2.3磁滯性磁性物質在大小和方向不斷變化的外磁場H的反復磁化過程中，磁性物質內的磁感應強度B的變化總是落后于外磁場H的變化，這一特性稱為磁滯性。第12頁/共17頁3.2磁性材料的磁性能3.2.3磁滯性當H從0增到Hm時，B由0增到Bm，鐵磁物質正向磁化。當H由Hm減小到0時，B的減小并不是按起始磁化曲線變化，而是沿著稍高于起始磁化曲線的位置下降。當H=0時，B并未回到0，而是B=Br，稱為剩磁。當H繼續(xù)減小到-Hc時，B=0，Hc稱為矯頑磁力?？梢夿的變化總是滯后于H的變化。當H反方向從-Hc增至-Hm時，B由0變?yōu)?Bm。之后令H回到0，再次增至+Hm。從而形成磁滯回線。第13頁/共17頁3.2磁性材料的磁性能3.2.3磁滯性1．硬磁材料磁滯回線很寬，Br和Hc很大。如碳鋼、鎢鋼、鎳鋼合金等。用來制造永久磁鐵。第14頁/共17頁3.2磁性材料的磁性能3.2.3磁滯性2．軟磁材料磁滯回線很窄，Br和Hc很小。如軟鐵、硅