大学物理篇恒定磁场.ppt

§8－7 铁磁介质 一 基本性质： 1 高? 值： 2 非线性： 3 磁滞性：撤去外磁场，磁介质内仍能保留部分磁性 4、超过居里温度变为顺磁质； 5、有饱和状态 ： 外磁场再增大，磁介质内的磁场几乎不增加。 ☆ 8.7 铁磁质 基本性质 二 磁化规律—B与H间的关系 0 5 10 15 20 磁强计 磁强计 A 电流的大小和方向 可以改变 磁强计 测量介质内 磁感应强度 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 1 起始磁化曲线 磁导率与H有关 非线性 饱和性 实验现象 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 2 饱和磁滞回线（1） －－剩磁 从状态 逐渐减弱 也减弱 状态 实验现象 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 2 饱和磁滞回线（2） 从状态 反向增大 继续减弱 状态 －－矫顽力 实验现象 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 2 饱和磁滞回线（3） 从状态 继续反向增加 反向并且增加 反向饱和 到达状态 实验现象 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 2 饱和磁滞回线（4） 从状态 反向减弱 也反向减弱 到达状态 实验现象 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 2 饱和磁滞回线（5） 从状态 正向增加 继续反向减弱 到达状态 实验现象 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 2 饱和磁滞回线（6） 从状态 继续正向增加 正向并且增加 回到饱和状态 饱和磁滞回线 实验现象 代表外加磁场 代表介质内磁场 ☆ 3 不饱和磁滞回线 起始磁化没有达到磁饱和时， 将形成比较小的磁滞回线 在不饱和磁化的情况下， 逐渐增大最大电流， 不饱和磁滞回线将逐渐增大， 最后达到最大的饱和磁滞回线 在饱和磁化的情况下， 逐渐减小最大电流， 不饱和磁滞回线将逐渐减小， 最后达到磁化为零。 饱和磁滞回线是 最大的磁滞回线 实验现象 ☆ 4 磁滞现象 磁感应强度 是外加磁场 的多值函数 磁感应强度 的变化落后于 外加磁场 的变化 实验现象 ☆ 5 磁记录原理 记录声音和影像： 不饱和磁滞现象， 起始磁化电流不同， 铁磁介质中的剩磁不同。 “数字磁记录”： “饱和或反向饱和 磁化后的剩磁”为状态“1”， 没有磁化为状态“0” 磁记录之前， 必须将磁介质消磁 磁记录的重放， 是基于电磁感应原理 ☆ 6 消磁 幅值变化的交变外加磁场 磁介质进入幅值逐渐增大 的交变外加磁场， 经过若干次逐渐增大 的不饱和磁化后， 达到饱和磁化 磁介质进入幅值逐渐减小 最后为零的交变外加磁场 经过若干次逐渐减小的 不饱和磁化后， 达到没有磁化， 就是彻底消磁 ☆ 7 铁磁体分类 软磁材料：磁滞损耗小，交变磁场中的铁芯。 矩磁材料：“记忆”元件。 硬磁材料：矫顽力和剩磁大，永磁体。 ☆ 6 铁磁介质磁化机理 磁畴（Magnetic domain）：电子自旋磁矩自发平行排列形成自发磁化区域，10-12～10-8m3，含1017～1021个原子，磁化强度非常大。 磁滞的解释：掺杂、内应力、耗散。“畴壁位移”和“磁矩取向”过程不可逆。 磁致伸缩：畴壁位移和磁矩取向，改变晶格间距（体积）。 居里点：温度T TC ?磁畴瓦解、铁磁质?顺磁质。 【演示实验】居里点 【演示实验】巴克豪森效应 铁磁质基本性质的解释 * * 如：铁为 1040K，钴为 1390K， 镍为 630K 每种磁介质当温度升高到一定程度时， 由高磁导率、磁滞、磁致伸缩等一系 列特殊状态全部消失，而变为顺磁性。 这温度叫临界温度，或称铁磁质的居里点。 不同铁磁质具有不同的转变温度 ? 铁磁质的应用 * 作变压器的软磁材料。纯铁，硅钢 坡莫合金(Fe，Ni)，铁氧体等。 ?r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大）。 饱和磁感应强度大，矫顽力(Hc)小，磁滞 回线的面积窄而长，损耗小（HdB面积小）。 还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。 * * * 作永久磁铁的硬磁材料 钨钢，碳钢，铝镍钴合金 * 作存储元件的矩磁材料 Br=BS ，Hc不大，磁滞回线是矩形。用于记忆元件，当+脉冲产生HHC使磁芯呈+B态，则–脉冲产生H – HC使磁芯呈– B态，可做为二进制的两个态。 矫顽力(Hc)大（102A/m)，剩磁Br大 磁滞回线的面积大，损耗大。 还用于磁电式电表中的永磁铁。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。 锰镁铁氧体，锂锰铁氧体 * 二、磁化曲线与磁滞回线 B a d Br ——剩磁 Hc ——矫顽力 b O H ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?