12-4铁磁质要点.ppt

12.4 铁磁质 12.4 铁磁质 12.4.1 铁磁质的性质 12.4.2 铁磁质的磁化 12.4.3 铁磁质的应用 相对磁导率非常大 随所在处磁场强度变化而变化，B与H不是线性关系 外磁场撤去后，仍能保留部分磁性。 能产生特别强的附加磁场，使铁磁质中的磁场增强102~104倍。 铁磁质磁化存在一居里点。 12.4.1 铁磁质的性质 磁导率不是恒量 在居里点，磁性发生突变。当温度在居里点以上时，铁磁质转化为顺磁质。各种材料的居里点不同，如铁是1040K。 存在磁滞现象 用待测的铁磁质为芯制成螺线环，当线圈中通以电流I 时，环内的磁场强度H =nI 12.4.2 铁磁质的磁化 磁 通 计 实验电路： R A 铁磁质 根据 ? =B /H，可以测出磁化率。铁磁质的 ?不是常数，随H的变化而变。 H B 起始磁化曲线： c b a Oa段 起始段 bc段 饱和段 ab 段 直线段 B（H）关系是非线性的 抗磁介质 铁磁介质 顺磁介质 B o O 磁介质的磁化曲线 演示动画：磁滞回线 磁滞回线 剩磁Br 矫顽力 Hc 磁化曲线形成一闭合曲线，此曲线称为铁磁质的磁滞回线 在铁磁质的磁化过程中，磁化状态（B）的变化落后于外加磁场（H）的变化，这种现象称为：磁滞现象 磁化时，由于磁滞效应而损失的能量称为：磁滞损耗 铁磁质的磁化机制 铁磁 性主要来源于电子的自旋磁矩。相邻原子的电子之间存在着很强的“交换作用”，这是一种量子效应。它促使自旋磁矩趋向能量较低的平行排列状态，形成磁畴。 磁畴是自发的磁化区域。磁畴的体积约为10?12~10?8米3，其中含有约1017~1021个分子 。 没有外磁场时，各磁畴磁矩相互抵消，对外不显磁性。 加上外磁场 ：各磁畴磁矩取向趋于一致，且与外磁场方向相同，所以在不强的外磁场下，铁磁质会表现出很强的磁性。通常铁磁质产生的附加磁场要比外磁场要大好几个数量级。 自发磁化方向与外磁场方向相同或相近的那些磁畴逐渐增大（畴壁位移）；磁畴转向。 演示动画：铁磁质的磁化 H H ?由于被磁化的铁磁质受体内杂质和内应力等作用，当撤掉外磁场时磁畴的畴壁很难恢复到原来的形状，因而表现出来磁滞现象。 ?铁磁质还具有磁致伸缩的性质，磁致伸缩是因磁畴在外磁场中的取向，改变了晶格间距而引起的。 ?当温度升高时，热运动会瓦解磁畴内磁矩的规则排列；在临界温度（居里点）时，铁磁质完全变成了顺磁质。 概念检测 磁介质有顺磁质、抗磁质和铁磁质三种，用相对磁导率表征它们各自的特征时 A. 顺磁质?r 0 ，抗磁质?r 0 ，铁磁质?r 0 B. 顺磁质?r 1 ，抗磁质?r =1 ，铁磁质?r 1 C. 顺磁质?r 1 ，抗磁质?r 1 ，铁磁质?r 1 D. 顺磁质?r 0 ，抗磁质?r 0 ，铁磁质?r 1 例： 一铁质螺绕环平均周长是0.30cm，截面积为1.0×10-4m2，均匀绕有300匝导线，当导线内的电流为0.032A时，测得环内磁通量是 2.0×10-6Wb，求环内的：（1）磁场强度；（2）磁化电流；（3）铁心的相对磁导率和磁化率。 解：(1) (2) (3) (2) 易磁化、易退磁，饱和磁感应强度大，矫顽力(Hc)小 硬磁材料 软磁材料 磁滞回线宽肥，磁化后可长久保持很强磁性 矩磁材料 磁滞回线呈矩形，在两个方向上的剩磁可用于表示二进制的“0”和“1” 12.4.3 铁磁质的应用 退磁方法 1.加热法 当铁磁质的温度升高到某一温度时，磁性消失，由铁磁质变为顺磁质，该温度为居里温度 tc 。当温度低于 tc 时，又由顺磁质转变为铁磁质。 铁的居里温度 tc = 770°C； 30%的坡莫合金居里温度 tc = 70°C； 利用铁磁质具有居里温度的特点，可将其制作温控元件，如电饭锅自动控温。 原因：由于加热使磁介质中的分子、原子的振动加剧，提供了磁畴转向的能量，使铁磁质失去磁性。 2.敲击法 通过振动可提供磁畴转向的能量，使介质失去磁性。如敲击永久磁铁会使磁铁磁性减小。 3.加反向磁场 加反向磁场，提供一个矫顽力Hc ,使铁磁质退磁。 4.加交变衰减的磁场 B H o c t H o 使介质中的磁场逐渐衰减为 0 ，应用在录音机中的交流抹音磁头中。 超导体 1911年，荷兰物理学家H·K ·昂纳斯及其助手首先发现在温度降至液氦的沸点（4.2K）以下时，水银的电阻为0。 在低温下某些物质失去电阻的性质，为超导体。 1913年昂纳斯因他在低温物理和超导领域所做