磁性材料基本概念及定義

磁性材料基本概念及定義磁場電流產(chǎn)生磁場，在螺線管中，或在磁路中電流的產(chǎn)生的磁場為:le在這一個表式中，采用國際單位制，H單位為安培/米（A/m），N為匝數(shù)，1為電流，單位安培（A），le為螺線管或磁路長度，單位為米（m）。在磁芯中，加正弦波電流，可用有效磁路長度le來計算磁場強度：1。已=略"79.584/秫磁通密度、磁極化強度、磁化強度在磁性材料中，加強磁場H時，引起磁通密度變化，其表現(xiàn)為：E二LH+咸E二L（H+M）B為磁通密度，亦稱磁感應(yīng)強度，J稱磁極化強度，M稱磁化強度，〃0為真空磁導(dǎo)率，其值為4nX10-7亨利/米（H/眄。B、J單位T，H、M單位為A/m，1T=104Gs。在磁芯中可用有效面積Ae來計算磁通密度：正弦波為：D—。宓〉n_押處電壓單位V，頻率單位為Hz，N為匝數(shù)，B單位為T，Ae單位為m2。飽和磁通密度、剩余磁化強度、矯頑力B和H的關(guān)系除在真空中和在磁性材料中小磁化場下具有線性關(guān)系外，一般具有非線性關(guān)系，即具有所謂磁滯回線性質(zhì)：Bs為飽和磁化強度，Br為剩余磁化強度，Hc為矯頑力，Hs為飽和磁化場，不同磁性材料產(chǎn)生的磁滯回線表現(xiàn)形式不一樣，Bs、Br、Hc、Hs都不一樣4磁導(dǎo)率

1）4=為（1+#）=M膈薄稱絕對磁導(dǎo)率，是有重綱的。2）告=坊外，L稱相對破導(dǎo)率，是無重綱的，是一個數(shù)值。我們平常用的大都是相對磁導(dǎo)率，且把腳標(biāo)r省去。稱初始磁導(dǎo)率，它與溫度、頻率有關(guān)。測量時在一定溫度、一定頻率、很低的磁通密度（或很小的磁場）、閉合磁路中進行。應(yīng)加以注意。在實際測量中，規(guī)定：磁場H所產(chǎn)生的磁通密度應(yīng)小于1mT，一般B為0.1mT，但亦有許多特殊情況，的磁場）、閉合磁路中進行。應(yīng)加以注意。4）在磁路中存在氣隙，即非閉合磁路條件下，測得的磁導(dǎo)率為有效磁導(dǎo)率：g是氣隙長度，le是有效磁路長度。這一表示，僅是小氣隙g下的一種近似。在大氣隙下，磁通要穿過氣隙的外部，其有效磁導(dǎo)率將大于按上式計算所得之值。5）在沒有偏置磁場的情況下，磁場H較大時，該磁場H產(chǎn)生磁通密g，則這時，I'M稱振幅磁導(dǎo)率。6）在具有直流偏置磁場時，再加上一個交流磁場，這時測得的磁導(dǎo)率稱為增量磁導(dǎo)率。在直流迭加狀態(tài)下6）在具有直流偏置磁場時，再加上一個交流磁場，這時測得的磁導(dǎo)率稱為增量磁導(dǎo)率。在直流迭加狀態(tài)下測得的電感，計算出的磁導(dǎo)率近似于增量磁導(dǎo)率。7）上述1）?6）的磁導(dǎo)率都是頻率較低，或接近直流狀態(tài)下測得的磁導(dǎo)率，在頻率較高時，其磁導(dǎo)率表現(xiàn)為復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率。在串聯(lián)電路中為興="：一丁押；'在并聯(lián)電路中為聲一耳 」,用，用、尺、出、以都是頻率的函數(shù)。1路中為興="：一丁押；'在并聯(lián)電路中為聲一耳 」,用，用、尺、出、以都是頻率的函數(shù)。5阻抗X=—電感產(chǎn)生感抗XL=j3L,電容產(chǎn)生容抗' 一就，二者總稱為電抗，純電阻R。三者總稱阻抗，在磁性器件討論中，相對低的頻率下，我們忽略容抗，只討論電阻和感抗，且有串聯(lián)電路和并聯(lián)電路之分?串聯(lián)電路 并聯(lián)電路串聯(lián)電路中阻抗Zs=Rs+j3Ls，并聯(lián)電路中阻抗 ，Zs、Zp都與頻率有關(guān)，其特性稱為阻抗頻率特性，它與磁性材料頻率特性有關(guān)。另外，它們與繞組參數(shù)有關(guān)。在復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率中，其頻率特性表現(xiàn)為p,，M”的頻率特性。阻抗頻率特性，實際上是磁性器件的特性，并非是材料的特性?6損耗因子表示小信號下材料的損耗特性。由于磁芯損耗，引起信號相移，其表示為。表示小信號下材料的損耗特性。由于磁芯損耗，引起信號相移，tg6m稱為損耗因子，表示的是損耗功率與貯能的比值。因磁芯損耗包括磁滯損耗，渦流損耗、剩余損耗，所以損耗因子可表示為：tgOm=tg6h+tg6e+tg6r，分別稱為磁滯、渦流、剩余損耗因子.7比損耗因子

fg6m坷或fg6m坷或稱比損耗因子，與材料幾何尺寸無關(guān)，表示小信號下材料的損耗特性。8、 氣隙的影響（好葛=墮當(dāng)磁路中有氣隙時，其損耗因子為帶氣隙損耗因子，（tg。）gap它與無氣隙時損耗因子的關(guān)系為： 片一'*一'，因pe、耕扇=歐（tog\=院I一一地一擋E/gap 豹 一工，pi>>1，所以有： 即有 ，由于pe<pi，所以開氣隙后，損耗因子減小，Q值增加。磁芯開制氣隙后，磁芯內(nèi)部磁場強度Hi大大減小，由Hi=He-Hd=He-NM可以看出，退磁因子N越大，Hi越小。這里He是繞組通He=—過以電流后產(chǎn)生的磁場（ &），M是磁化強度。退磁因子為0?4n，對閉路磁芯N=0，氣隙越大，N越大，反之亦然。開制氣隙可增加磁場和溫度的穩(wěn)定性。9、 品質(zhì)因素Q磁性器件作濾波器的電感時，通常用品質(zhì)因素（Q）來表示它的質(zhì)量，品質(zhì)因素 好母”，Rtot表示總電阻，它是線圈和磁芯的總電阻。Rtot表示損耗，包括磁芯損耗、銅線損耗。Q與頻率和繞組參數(shù)有關(guān)。10、 大信號場下的功率損耗大信號場下，磁芯損耗用下式表示：Pm=Ph+Pe+Pr，Ph、Pe、Pr，分別表示磁滯損耗、渦流損耗、剩余損耗。11、 溫度系數(shù)與比溫度系數(shù)? —垣「知v]a擔(dān)—其n XTj-Ti溫度系數(shù)為pi1,pi2分別表示溫度T1，T2時的初始磁導(dǎo)率。比溫度系數(shù)：— _就._知3v]母—云—由api,apir均表示磁導(dǎo)率的溫度穩(wěn)定性。12、 減落因子與比減落因子減落因子為r\A—>1一知v」、pi1,pi2表示同一溫度下，t1,t2時刻的初始磁導(dǎo)率。比減落因子D—叢—&一尸以v1 .%-鬲-WAJDA,DF都表示pi經(jīng)磁擾動或機械沖擊后的經(jīng)時變化。比減落因子，一般用DF表示，有時簡稱減落因子。A13、電感系數(shù)￡

如=南A 包=畝*1口一個電感器或變壓器，繞有N匝線圈，其電感值為L,則定義其，當(dāng)￡單位為時。雙這里L(fēng)的單位為亨利，一般N取100，當(dāng)N取得很大磁芯又是閉路時，不宜采用￡來表達，因可能進入諧振區(qū)或接近飽和區(qū)。在設(shè)計中，知道￡值和設(shè)定要求的電感（nH），則導(dǎo)線圈數(shù)：T /該程S_W處薩苛）超二初xAt &靜在無隙情況下， ，這里C1為磁芯常數(shù)，單位為mm-1， ￡為。值與氣隙大小有關(guān)、磨削面精度有關(guān)。值與氣隙大小有關(guān)、磨削面精度有關(guān)。14、靜磁場影響一直流迭加當(dāng)交流磁場與直流磁場同時作用于磁芯時，稱為靜磁場的影響，有時，簡單地稱為直流迭加。當(dāng)磁芯有一個恒定的直流磁場HDC，并在其上迭加一個幅度為的正弦磁場時，則表示為：H=Hdc+siricrf當(dāng)正弦磁場作用時，磁通密度形成小磁滯回線時，其峰值用AB/2表示，此時小磁滯回線在大磁滯回線內(nèi)變化，小磁滯回線的平均斜率叫增量磁導(dǎo)率（前已述過）。外=^[^]hdc這里，正弦場叫工作場，直流場叫偏磁化場或偏置場。增量磁導(dǎo)隨偏置場而改變。測直流迭加特性，就是在一定偏置場下加工作場，測其增量磁導(dǎo)率，并與無直流場時的磁導(dǎo)率作比較。由于交流磁場值大小不同，小回線有二種代表性的狀態(tài)，如。點疏磁場日典加一個捋度為的交流磁場

啟的磁漆回巍從中可推知迭加特性與材料特性的關(guān)系。由于許多電路中，往往存在直流電成份，這相當(dāng)于加了一個直流偏置