大學物理磁場5

§5.5鐵磁質(zhì)提綱

磁化曲線

鐵磁質(zhì)的應用鐵磁質(zhì)磁化的機制作業(yè)：6-4；6-7；6-9第六章電磁感應和電磁波§6.1電磁感應的基本規(guī)律§6.2感應電動勢和感應電場2.1動生電動勢動生電動勢的功率例題二法拉第電機例題一磁場中旋轉(zhuǎn)導體棒1

磁化曲線裝置：環(huán)形螺繞環(huán);鐵磁質(zhì)Fe,Co,Ni及稀土族元素的化合物，能被強烈地磁化實驗測量B,如用感應電動勢測量或用小線圈在縫口處測量；由得出曲線鐵磁質(zhì)的不是一個常數(shù)，它是的函數(shù)§5.5鐵磁質(zhì)原理:勵磁電流I;

用安培定理得H結(jié)果一2B的變化落后于H，從而具有剩磁，即磁滯效應每個對應不同的與磁化的歷史有關。起始磁化曲線；剩磁飽和磁感應強度矯頑力結(jié)果二磁滯回線--不可逆過程在交變電流的勵磁下反復磁化使其溫度升高的磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。結(jié)果三鐵磁體與鐵電體類似；在交變場的作用下，它的形狀會隨之變化，稱為磁致伸縮（10-5數(shù)量級）它可用做換能器，在超聲及檢測技術中大有作為。3如：鐵為1040K，鈷為1390K，

鎳為630K每種磁介質(zhì)當溫度升高到一定程度時，由高磁導率、磁滯、磁致伸縮等一系列特殊狀態(tài)全部消失，而變?yōu)轫槾判浴＿@溫度叫臨界溫度，或稱鐵磁質(zhì)的居里點。不同鐵磁質(zhì)具有不同的轉(zhuǎn)變溫度結(jié)果四

鐵磁質(zhì)的應用*作變壓器的軟磁材料。純鐵，硅鋼坡莫合金(Fe，Ni)，鐵氧體等。r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大）。飽和磁感應強度大，矯頑力(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長，損耗小（HdB面積?。＿€用于繼電器、電機、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒。4*作永久磁鐵的硬磁材料鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金*作存儲元件的矩磁材料Br=BS

，Hc不大，磁滯回線是矩形。用于記憶元件，當+脈沖產(chǎn)生H>HC使磁芯呈+B態(tài)，則–脈沖產(chǎn)生H<–

HC使磁芯呈–B態(tài)，可做為二進制的兩個態(tài)。矯頑力(Hc)大（>102A/m)，剩磁Br大磁滯回線的面積大，損耗大。還用于磁電式電表中的永磁鐵。耳機中的永久磁鐵，永磁揚聲器。錳鎂鐵氧體，鋰錳鐵氧體BHHC-HCBHHC-HC5*交換力：電子之間的交換作用使其在自旋平行排列時能量較低，這是一種量子效應。*磁疇(magneticdomain)：原子間電子交換耦合作用很強，促使其自旋磁矩平行排列形成磁疇－－自發(fā)的磁化區(qū)域。鐵磁性主要來源于電子的自旋磁矩。鐵磁質(zhì)磁化的機制(不要求掌握)*磁疇的變化可用金相顯微鏡觀測在外磁場較弱時，自發(fā)磁化方向與外磁場方向相同或相近的那些磁疇逐漸增大（疇壁位移），在外磁場較強時，磁疇自發(fā)磁化方向作為一個整體，不同程度地轉(zhuǎn)向外磁場方向。在無外磁場的作用下磁疇取向平均抵消，能量最低，不顯磁性。6磁滯(hysteresis)

現(xiàn)象是由于摻雜和內(nèi)應力等的作用，當撤掉外磁場時磁疇的疇壁很難恢復到原來的形狀，而表現(xiàn)出來。磁滯伸縮(magnetostriction)

是因磁疇在外磁場中的取向，改變了晶格間距而引起的。當溫度升高時，熱運動會瓦解磁疇內(nèi)磁矩的規(guī)則排列；在臨界溫度（相變溫度Tc

）時，鐵磁質(zhì)完全變成了順磁質(zhì)。居里點Tc(CuriePoint)當全部磁疇都沿外磁場方向時，鐵磁質(zhì)的磁化就達到飽和狀態(tài)。飽和磁化強度MS等于每個磁疇中原來的磁化強度，該值很大，這就是鐵磁質(zhì)磁性r大的原因。7第六章電磁感應MAG_5§6.1電磁感應的基本規(guī)律電磁感應的基本現(xiàn)象感應電流與N-S的磁性、速度有關與有無磁介質(zhì)、運動速度、電源的極性有關與有無磁介質(zhì)、開關速度、電源極性有關8感生電流與的大小、方向，與截面積變化大小有關。感生電流與的大小、方向，與線圈轉(zhuǎn)動角速度小方向有關。實驗表明：*穿過線圈所包圍面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時，在回路中產(chǎn)生的電流叫感生電流，叫做電磁感應現(xiàn)象。*在載流線圈內(nèi)加鐵芯前后有變化，而不變。說明感生電流只與有關。9敘述：閉合回路中感應電流的方向總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應電流的磁通量的變化。感應電流的效果，總是反抗引起感應電流的原因。這個原因包括引起磁通量變化的相對運動或回路的形變。楞次定律1834年楞次提出另一種判斷感應電流的方法，再由感應電流來判斷感應電動勢的方向。I10感應電流產(chǎn)生的磁場力（安培力），將反抗外力。即可以說外力反抗磁場力做功，從而產(chǎn)生感應電流轉(zhuǎn)化為電路中的焦耳熱以及其它形式的能，這是符合能量守恒規(guī)律的否則只需一點力開始使導線移動，若洛倫茲力不去阻撓它的運動，將有無限大的電能出現(xiàn)，顯然，這是不符合能量守恒定律！11判斷各圖中感應電動勢的方向?qū)⒋盆F插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有無感生電動勢？有無感應電流？環(huán)內(nèi)將發(fā)生何種現(xiàn)象有感生電動勢存在，有電場存在將引起介質(zhì)極化，而無感生電流。12法拉第電磁感應定律單位:1V=1Wb/s與L

反向與L

同向電動勢方向:敘述:導體回路中的感應電動勢的大小與穿過導體回路的磁通量的變化率成正比.國際單位制中k=1負號表示感應電動勢總是反抗磁通的變化d/dt=(N/Am)?m2?s1=Nm/C=V13與L

反向與L

同向14同一物理問題選不同的L方向，結(jié)果相同。15磁通鏈數(shù)若有N匝線圈，它們彼此串聯(lián)，總電動勢等于各匝線圈所產(chǎn)生的電動勢之和。令每匝的磁通量為1、2、3若每匝磁通量相同16動生電動勢導體在磁場中運動時產(chǎn)生的感應電動勢叫動生電動勢等于導線單位時間切割磁力線的條數(shù)動生電動勢可看成是由洛侖茲力引起的。非靜電力§6.2感應電動勢和感應電場17每個電子受的洛侖茲力洛侖茲力對電子做功的代數(shù)和為零對電子做正功反抗外力做功洛侖茲力的作用并不提供能量，而只是傳遞能量，即外力克服洛侖茲力的一個分量

所做的功，通過另一個分量

轉(zhuǎn)換為動生電流的能量。實質(zhì)上表示能量的轉(zhuǎn)換和守恒。發(fā)電機的工作原理就是靠洛侖茲力將機械能轉(zhuǎn)換為電能。結(jié)論18動生電動勢的功率截面積為S長為

l

的導線所受洛侖茲力的一個分量產(chǎn)生感應電流的外力動生電動勢的功率：另一方面為使棒運動,外力的功率可看出消耗機械能轉(zhuǎn)換為電能的關系19例題一：如圖所示，導體棒o