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1、第四節(jié)鐵磁性物質(zhì)的磁化一、鐵磁性物質(zhì)的磁化二、磁化曲線三、磁滯回線一、鐵磁性物質(zhì)的磁化1．磁化本來(lái)不具備磁性的物質(zhì)，由于受磁場(chǎng)的作用而具有了磁性的現(xiàn)象稱為該物質(zhì)被磁化。只有鐵磁性物質(zhì)才能被磁化。2．被磁化的原因(1)內(nèi)因：鐵磁性物質(zhì)是由許多被稱為磁疇的磁性小區(qū)域組成的，每一個(gè)磁疇相當(dāng)于一個(gè)小磁鐵。(2)外因：有外磁場(chǎng)的作用。如圖5-7(a)所示，當(dāng)無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)，磁疇排列雜亂無(wú)章，磁性相互抵消，對(duì)外不顯磁性；如圖5-7(b)所示，當(dāng)有外磁場(chǎng)作用時(shí)，磁疇將沿著磁場(chǎng)方向作取向排列，形成附加磁場(chǎng)，使磁場(chǎng)顯著加強(qiáng)。有些鐵磁性物質(zhì)在撤去磁場(chǎng)后，磁疇的一部分或大部分仍然保持取向一致
2、，對(duì)外仍顯磁性，即成為永久磁鐵。圖5-7 鐵磁性物質(zhì)的磁化不同的鐵磁性物質(zhì)，磁化后的磁性不同。鐵磁性物質(zhì)被磁化的性能，被廣泛地應(yīng)用于電子和電氣設(shè)備中，如變壓器、繼電器、電機(jī)等。二、磁化曲線1．磁化曲線的定義磁化曲線是用來(lái)描述鐵磁性物質(zhì)的磁化特性的。鐵磁性物質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨磁場(chǎng)強(qiáng)度H變化的曲線，稱為磁化曲線，也叫B—H曲線。5-4-1.swf3．分析(1)0~1段：曲線上升緩慢，這是由于磁疇的慣性，當(dāng)H從零開(kāi)始增加時(shí)，B增加緩慢，稱為起始磁化段。(2)1~2段：隨著H的增大，B幾乎直線上升，這是由于磁疇在外磁場(chǎng)作用下，大部分都趨向H方向，B增加很快，曲線很陡，稱為直線段
3、。圖5-8 磁化曲線的測(cè)定(3)2~3段：隨著H的增加，B的上升又緩慢了，這是由于大部分磁疇方向已轉(zhuǎn)向H方向，隨著H的增加只有少數(shù)磁疇繼續(xù)轉(zhuǎn)向，B增加變慢。(4)3點(diǎn)以后：到達(dá)3點(diǎn)以后，磁疇?zhēng)缀跞哭D(zhuǎn)到了外磁場(chǎng)方向，再增大H值，B也幾乎不再增加，曲線變得平坦，稱為飽和段，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度叫飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。圖5-8 磁化曲線的測(cè)定圖5-8磁化曲線的測(cè)定不同的鐵磁性物質(zhì)，B的飽和值不同，對(duì)同一種材料，B的飽和值是一定的。電機(jī)和變壓器，通常工作在曲線的2~3段，即接近飽和的地方。4．磁化曲線的意義在磁化曲線中，已知H值就可查出對(duì)應(yīng)的B值。因此，在計(jì)算介質(zhì)中的磁場(chǎng)問(wèn)題時(shí)，磁化曲
4、線是一個(gè)很重要的依據(jù)。圖5-9給出了幾種不同鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線，從曲線上可看出，在相同的磁場(chǎng)強(qiáng)度H下，硅鋼片的B值最大，鑄鐵的B值最小，說(shuō)明硅鋼片的導(dǎo)磁性能比鑄鐵要好得多。圖5-9 幾種鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線磁化曲線只反映了鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)由零逐漸增強(qiáng)的磁化過(guò)程，而很多實(shí)際應(yīng)用中，鐵磁性物質(zhì)是工作在交變磁場(chǎng)中的。所以，必須研究鐵磁性物質(zhì)反復(fù)交變磁化的問(wèn)題。1．磁滯回線的測(cè)定三、磁滯回線5-4-2.swf2．分析圖5-10為通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的某種鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線。(1)當(dāng)B隨H沿起始磁化曲線達(dá)到飽和值以后，逐漸減小H的數(shù)值，由圖可看出，B并不沿起始磁化曲線減小，而是沿另
5、一條在它上面的曲線ab下降。(2)當(dāng)H減小到零時(shí)，B?0，而是保留一定的值稱為剩磁，用Br表示。永久性磁鐵就是利用剩磁很大的鐵磁性物質(zhì)制成的。圖5-10 磁滯回線(3)為消除剩磁，必須加反向磁場(chǎng)，隨著反向磁場(chǎng)的增強(qiáng)，鐵磁性物質(zhì)逐漸退磁，當(dāng)反向磁場(chǎng)增大到一定值時(shí)，B值變?yōu)?，剩磁完全消失，如圖bc段。bc段曲線叫退磁曲線，這時(shí)H值是為克服剩磁所加的磁場(chǎng)強(qiáng)度，稱為矯頑磁力，用HC表示。矯頑磁力的大小反映了鐵磁性物質(zhì)保存剩磁的能力。(4)當(dāng)反向磁場(chǎng)繼續(xù)增大時(shí)，B值從0起改變方向，沿曲線cd變化，并能達(dá)到反向飽和點(diǎn)d。圖5-10 磁滯回線3．磁滯損耗鐵磁性物質(zhì)在交變磁化時(shí)，磁疇
6、要來(lái)回翻轉(zhuǎn)，在這個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)生了能量損耗，稱為磁滯損耗。磁滯回線包圍的面積越大，磁滯損耗就越大，所以剩磁和矯頑磁力越大的鐵磁性物質(zhì)，磁滯損耗就越大。因此，磁滯回線的形狀常被用來(lái)判斷鐵磁性物質(zhì)的性質(zhì)和作為選擇材料的依據(jù)。圖5-10 磁滯回線圖5-11 基本磁化曲線第五節(jié)磁路的基本概念一、磁路二、磁路的歐姆定律一、磁路1．主磁通和漏磁通如圖5-12所示，當(dāng)線圈中通以電流后，大部分磁感線沿鐵心、銜鐵和工作氣隙構(gòu)成回路，這部分磁通稱為主磁通；還有一部分磁通，沒(méi)有經(jīng)過(guò)氣隙和銜鐵，而是經(jīng)空氣自成回路，這部分磁通稱為漏磁通。圖5-12 主磁通和漏磁通2．磁路磁通經(jīng)過(guò)的閉合路徑叫磁路。
7、磁路和電路一樣，分為有分支磁路和無(wú)分支磁路兩種類型。圖5-12給出了無(wú)分支磁路，圖5-13給出了有分支磁路。在無(wú)分支磁路中，通過(guò)每一個(gè)橫截面的磁通都相等。圖5-13 有分支磁路圖5-12 主磁通和漏磁通二、磁路的歐姆定律1．磁動(dòng)勢(shì)通電線圈產(chǎn)生的磁通?與線圈的匝數(shù)N和線圈中所通過(guò)的電流I的乘積成正比。把通過(guò)線圈的電流I與線圈匝數(shù)N的乘積，稱為磁動(dòng)勢(shì)，也叫磁通勢(shì)，即Em=NI磁動(dòng)勢(shì)Em的單位是安培(A)。2．磁阻磁阻就是磁通通過(guò)磁路時(shí)所受到的阻礙作用，用Rm表示。磁路中磁阻的大小與磁路的長(zhǎng)度l成正比，與磁路的橫截面積S成反比，并與組成磁路的材
