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拓展视野磁性材料

1.磁性材料的主要特性

磁性材料广泛应用为变压器、电机、继电器等电磁设备的铁心。磁性材料的主

要性能有高导磁性、磁饱和性、磁滞性等。

（1）高导磁性

磁性材料具有强的磁化特性。在铁磁材料内部分成许多小区域，每个区域内的

分子间相互作用使其分子磁铁整齐排列，显示出磁性，这些小区域称为磁畴。在没

有外磁场作用时，磁畴排列混乱，磁场互相抵消，对外不显示磁性，如图6-3（a）

所示。但在外磁场（例如在铁心线圈中的电流所产生的磁场）作用下，磁畴就顺着

外磁场方向转向，显示出磁性来。随着外磁场增强（线圈电流增大），磁畴逐渐转到

与外磁场相同的方向上，如图6-3（b）（c）所示。这样便产生了一个很强的与外磁

场同方向的磁化磁场，使铁磁材料内的磁感应强度大大增强，所以磁性材料具有高

导磁性。

图6-3铁磁材料的磁化

非铁磁材料的内部没有磁畴结构，所以不具有磁化的特性。

（2）磁饱和性

如图6-4（a）所示，将待测的尚未磁化过的铁磁材料制成截面积为S，平均周

长为l的环形铁心，并绕以N匝线圈，调节可变电阻R使电流I从零逐渐增大，同时

Φ

B

用磁通表间接测出相应的磁感应强度S，然后根据测出的电流，应用全电流定

NI

H

2π

律求出R，便可绘出BH曲线，如图6-4（b）所示。这条曲线称为铁磁材

料的起始磁化曲线。从图中看出，起始磁化曲线可分为四段：在oa段，因外磁场极

弱，故磁畴仅微微转向，产生的附加磁场极弱；在ab段，外磁场增强，附加磁场随

之增强，磁感应强度急剧上升；在bc段，H继续增大，B增加缓慢，这是因为在强

磁场作用下磁畴的磁场大部分转向为与外磁场方向一致，磁路趋近于饱和；c点以

后的曲线变得几乎平坦，表明磁畴已全部转向外磁场方向，即使外磁场H再增加，

磁感应强度B增加的也很少，磁路达到饱和状态，c点称为饱和点。由起始磁化曲

B

线可以看出，曲线每点H比值不是常数，即不是常数。

图6-4铁磁材料的起始磁化曲线

（3）磁滞性

铁磁材料在磁化过程中，当励磁电流I增加，使外加磁场增加到某一最大值H

m

后，如图6-5（a）所示中的a点，B达到最大值B，然后减小励磁电流I，即减小

m

H，B值也会随之减小，但实验表明，B并不按照原来的起始磁化曲线的规律减小，

而是由Bm沿ab曲线段下降，当H减小到零时，B并未减小到零（曲线上的b点），

此时的磁感应强度B称为剩余磁感