电路基础 教学配套课件 康健 第八章 第一节.pdfVIP

第一节 铁磁材料的磁性能 一、铁磁材料的磁化与磁化曲线 （一） 铁磁材料的磁化 铁磁材料在外加磁场的作用下，产生一个 与外磁场同方向的附加磁场，由于附加磁 场与外磁场相加，使其总磁场大大增强。 这种现象叫做磁化. 铁磁材料具有这种性质，是由其内部有许多称作磁畴的 天然磁性区域所组成。每个磁畴的体积很小，但其中还 含有很多叫做磁分子的分子电流圈，由于磁畴中的分子 电流圈排列整齐，因此每个磁畴就构成一个永磁体，具 有磁性。但未被磁化的铁磁材料，磁畴排列紊乱，各个 磁畴的磁场相互抵消，对外不呈现磁性，如图8-1a所示 如果把铁磁材料置入外磁场中，这时大多数磁畴都会趋 向与外磁场的方向规则的排列，因而在铁磁材料内部形 成了很强的与外磁场同方向的附加磁场，从而大大地增 强了磁感应强度，即铁磁材料被磁化了，如图8-1b所 示。当外加磁场进一步加强，所有磁畴的方向都几乎转 向外加磁场方向，这时附加磁场不再加强，这种现象叫 做磁饱和，如图8-1c所示。 （二） 磁化曲线 不同种类的铁磁性物质，其磁化性能是不同的。工 程上常用磁化曲线表示各种铁磁性物质的磁化特 性。磁化曲线是铁磁性物质的磁感应强B与外磁场 的磁场强度H之间的关系曲线，所以又 叫曲 B H 线。铁磁物质的磁化曲线可用试验测定。测量铁磁 物质磁化曲线的装置如图8-2所示。 1.起始磁化曲线 在图8-3中 ⑴ oa段：由于磁畴的惯性，当H增加时，B不能立即上升 很快，曲线较平缓，但时间很短，所以曲线很短，称为 起始磁化段。 ⑵ ab段：进入ab段后，随着H的增大，由于磁畴在外磁 场作用下，都趋向H的方向，B增加很快，曲线很陡， 称为直线段。 ⑶ bc段：由于大部分磁畴方向已转向H方向，随着H增 加，只有少数磁畴继续转向，B增加变慢，曲线变 缓，形成膝部。 ⑷ c点以后：由于磁畴几乎全部趋向H方向，随着H增 加，B几乎不增加，此段称为饱和阶段，这时铁心的 磁化达到了饱和状态。 2.磁导率曲线 由试验测得的B 和 H 值可以求得对应的磁导率 B H ，从 而得到和 H 的对应关系，这样便可画出 H 曲线，如图 8-3b所示。 曲线称为磁导率曲线。 H 3.磁滞回线 起始磁化曲线只反映了铁磁材料在外磁场 H （ ）由零逐渐增加的磁化过程。而交变磁化的曲 线实际上是一个回线，如图8-4a所示。 回线表示：当铁磁材料开始磁化沿起始磁化曲线到达N点后， 若H减小，则B沿 NBr 1 曲线下降，当H=0时，B并不等于零， 而保留一定的值，即 。这是因为外磁场消失，但磁畴不 B B r 1 能恢复原状， B 称为剩磁。这种B变化落后于H的变化现 r 1 象，就是铁磁材料的剩磁现象。 要去掉剩磁必须外加反向磁场，当H反向增加 到-H时，B=0，去掉剩磁所需的反向磁场强度Hc 称为铁磁材料的矫顽力。铁磁材料退磁后，若反 向磁场继续增大到H=- Hm时，磁化达到反向饱 和，B= - Bm；若再把H由-Hm减小到零，则同 样出现反向剩磁-Br，再改变外磁场的方向，即H 由零正向增加，曲线沿-BrHc到达N点（实际略低 一些）。这种与原点对称的闭合曲线叫做磁滞回 线。从图中可以看出，在交变磁化过程中，磁感 应强度B的变化总是滞后于磁场强度H的变化，这 种现象称为磁滞现象，简称磁滞。 4、基本磁化曲线 对同一铁磁材料，取不