电磁学六2.pptVIP

磁性材料的分类及其应用 按矫顽力大小分类 软磁材料 HC小，磁滞回线瘦，磁滞损耗小； 有的BR小，通电后立即磁化获得强磁场，断电立即退磁，适合用于强电 有的 起始磁导率大，适合用于弱电 硬磁材料 BR大，HC大， HC：104～106A/m； 磁滞回线胖，磁滞损耗大； 撤外场后，仍能保持强磁性。 磁性材料在信息技术中的应用 随着信息时代的到来，多种磁性材料在信息高新技术中获得广泛而重要的应用 磁记录：主要有存储装置和写入、读出设备。存储装置是用永磁材料制成的设备，包括磁头和磁记录介质 * §3. 介质的磁化规律 1.磁化率和磁导率 对于各向同性线性磁介质 定义磁化率 磁导率 (相对磁导率) 对真空： 例：求绕在磁导率为 的闭合磁环上的螺绕环与同样 匝数和尺寸的空心螺绕环自感之比 解： 磁环 空心 顺磁质： 抗磁质： 铁磁质： M与H不成正比关系，甚至也不是单值关系， 还与历史有关 当 M 与 H 为非线性单值关系时，虽然仍可用 来定义磁化率和磁导率 对铁磁质 强磁质 当 M 与 H 无单值关系时，一般不再引用?m、? 的概念 例：有一磁介质细铁环，在外磁场撤消后，仍处于磁化状态，磁化强度矢量 M 的大小处处相同，M 的方向如图所示。求环内的磁场强度 H 和磁感应强度 B 方法一： 用 H 的安培环路定理 方法二： 与螺绕环类比 是否适用？ 2. 顺磁质和抗磁质 顺磁质： 抗磁质： 微观机制 分子磁矩的来源 所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和 一个电子的轨道磁矩 反方向 自旋磁矩 两类分子: 分子具有固有磁矩 顺磁质 分子不具有固有磁矩 抗磁质 顺磁质的磁化：顺磁效应 分子磁矩在外磁场作用下受到力矩，趋向于沿外磁场排列 抗磁质的磁化：抗磁效应？ 抗磁质磁性起源于电子轨道运动在外磁场下的变化， 而电子轨道运动的变化原因：在外磁场下受洛伦兹力 外磁场作用在一个抗磁原子上，考虑电子的轨道运动 求无外磁场时的角速度 ?0(电子只受库仑力） 先考虑 加外磁场B0，电子受库仑力、洛伦兹力(指向中心), 假设轨道的半径不变(相当于量子力学中定态假设)，设洛伦兹力远小于库仑力 再考虑 电子角速度改变将引起电子磁矩改变 抗磁质分子无固有磁矩，在外磁场下，各个电子磁矩 的改变都与外磁场相反，从而整个分子内将产生与外 磁场相反的感生磁矩 抗磁效应 在顺磁质，上述抗磁效应也存在，但比顺磁效应弱得多,所以被掩盖了 3. 铁磁质的磁化规律 为铁芯所充满的螺绕环 利用次级线圈测 B 起始磁化曲线 饱和磁化强度 起始磁化率，起始磁导率 最大磁化率，最大磁导率 M～H、B～H 之间的关系不是线性，也不是单值 磁滞回线 剩余磁化强度 剩余磁感应强度 矫顽力 M 和 B 的变化总是落后于 H 的变化， 这一现象称为磁滞现象; 上述曲线叫磁滞回线 算电源要抵抗感应电动势做功 4. 磁滞损耗 当铁磁质在交变磁场作用下，反复磁化时，由于磁滞 效应，磁体要发热而散失热量，这种能量损失称为 磁滞损耗 可以证明：B~H 图中磁滞回线所包围的“面积”代表在 一个反复磁化的循环过程中单位体积的铁芯内损耗的 能量 磁滞回线越胖，曲线下面积越大，损耗越大； 磁滞回线越瘦，曲线下面积越小，损耗越小 证明：以有闭合铁芯的螺绕环为例 设 t 时刻介质处于某一磁化状态 P， 此处 H0，B0 电源抵抗感应电动势做功 图中阴影‘面积’ 磁头： 写入过程中：磁头将电信号——磁场 读出过程中：将磁记录介质的磁场——转变为电信号 磁记录介质：内存、外存、磁盘和磁带等