《磁学基础知识》课件.pptVIP

**********************磁学基础知识磁学是物理学的一个重要分支，研究磁现象及其规律。磁现象是物质的一种基本属性，它与电现象密切相关。磁学概述磁现象磁学是研究磁现象及其应用的物理学分支。指南针指南针是利用磁铁的指向性，指示方向的仪器。电磁铁电磁铁是由电流产生的磁场，可用于制造电机、发电机等设备。磁悬浮列车磁悬浮列车利用磁力克服地心引力，实现无接触悬浮运行。自然界中的磁现象地球本身就是一个巨大的磁体，拥有南北磁极。指南针利用地球磁场来指示方向，这是最常见的磁现象。磁铁可以吸引铁、钴、镍等金属，这是磁性物质的特性。磁铁在生活中有着广泛的应用，例如磁悬浮列车、磁性存储设备等。磁性质的定量描述磁性材料的性质可以通过磁化强度、磁感应强度和磁化率等参数来定量描述。磁化强度是指单位体积磁性材料中磁偶极矩的矢量和，它反映了材料内部磁化程度。磁感应强度是指磁场对磁性材料的作用力大小，它反映了磁场对材料的磁化程度。磁化率是指材料在外磁场作用下被磁化的难易程度，它反映了材料的磁性性质。磁性材料的性质可以通过这些参数进行定量描述，这对于理解磁现象和设计磁性器件具有重要意义。磁场的基本概念磁场磁场是由磁铁或电流产生的。磁场是一个矢量场，它在空间的每个点都有大小和方向。磁场强度磁场强度是描述磁场强度的物理量，单位为特斯拉(T)。磁场强度的大小和方向可以用磁场线来表示。安培环路定理定理内容安培环路定理描述了电流与磁场之间的关系，它指出闭合路径上磁场强度的线积分等于该路径所包围的电流的代数和。应用范围安培环路定理广泛应用于计算电流产生的磁场，例如计算长直导线、螺线管和环形电流产生的磁场。重要意义安培环路定理是磁学中的重要定理之一，它为计算和分析磁场提供了有效工具，并揭示了电流与磁场之间密不可分的联系。磁通量及磁通量定理磁通量是表示穿过某一面积的磁力线的数量，是描述磁场强弱和方向的重要物理量。磁通量定理表明：穿过闭合曲面的磁通量恒为零，即磁力线是闭合曲线，没有起点和终点，不会从任何地方突然消失或产生。1磁通量Φ=B·S2磁通量定理∮B·dS=03单位韦伯(Wb)4应用电磁感应现象磁导率及其分类磁导率材料对磁场的反应能力。真空磁导率真空中的磁导率，用μ0表示。相对磁导率材料磁导率与真空磁导率之比，用μr表示。磁化机制1原子磁矩原子中的电子绕原子核运动产生磁矩，磁矩方向不同。2磁畴磁矩排列方向一致的区域形成磁畴。3磁化过程磁化过程是外磁场使磁畴排列整齐的过程。磁化机制是磁性材料在外磁场作用下磁性发生变化的过程。当外磁场强度增加，磁畴的排列变得更整齐，磁化强度增加。磁导率与磁性的关系磁导率磁性衡量物质对磁场的反应能力物质对磁场的反应方式反映物质在磁场中被磁化的难易程度磁化后产生的磁性类型磁导率高，物质更容易被磁化，磁性强。磁导率低，物质难以被磁化，磁性弱。铁磁体的磁化曲线铁磁体的磁化曲线描述了铁磁材料在磁场作用下磁化强度的变化情况。磁化曲线呈现S形，反映了铁磁体的非线性磁化特性。磁化曲线可以分为三个阶段：初始磁化阶段、饱和磁化阶段和退磁阶段。初始磁化阶段，磁化强度随着外磁场的增加而迅速增加。饱和磁化阶段，磁化强度基本达到饱和状态，不再随外磁场的增加而明显变化。退磁阶段，外磁场减弱时，磁化强度也随之减弱，但不会完全恢复到初始状态。钢铁的磁性分类软磁材料软磁材料易于磁化和去磁化，磁滞回线窄，磁导率高，常用于变压器、电磁铁等磁性元件。硬磁材料硬磁材料难以磁化和去磁化，磁滞回线宽，磁导率低，常用于永磁体、磁记录材料等。半硬磁材料半硬磁材料介于软磁材料和硬磁材料之间，常用于磁性元件和磁性记录材料等。软磁材料的特点11.易磁化在外磁场作用下，很容易被磁化，磁化强度高。22.易退磁外磁场消失后，磁性迅速消失，磁滞回线窄小，剩磁和矫顽力低。33.损耗小在交变磁场中，磁滞损耗小，适合制作交流电磁元件。44.频率特性好在高频磁场中，磁导率变化小，适合制作高频电磁元件。硬磁材料的特点高矫顽力硬磁材料的矫顽力高，磁化后不易退磁。高剩磁硬磁材料具有较高的剩磁，能够保持较强的磁性。高能量积硬磁材料的能量积高，能够存储大量的磁能。稳定性好硬磁材料在温度、磁场等环境变化下，磁性保持稳定。磁体的能量积磁体的能量积是衡量永磁体性能的重要指标。它代表了永磁体在磁化过程中储存的能量密度。能量积越高，意味着永磁体能够在相同体积下储存更多的能量。BHmax最大磁能积磁化曲线下的最大面积，代表着永磁体能够储存的最