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铁磁材料特性

2020-8-23 19:30| 发布者: admin| 查看: 213| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 一.磁导率 磁导率(是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。 讨论:磁场内某一点的磁场强度H与(有关吗? 由上两式可知,磁场内某一点的H只与电流大小.线圈匝数及该点的几何位置有关,而与(无关 ...
   一.磁导率

    磁导率(是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。

    讨论:磁场内某一点的磁场强度H与(有关吗?

    

    由上两式可知,磁场内某一点的H只与电流大小.线圈匝数及该点的几何位置有关,而与(无关

    真空中的磁导率为常数

    一般材料的磁导率(和真空磁导率(0的比值,称为该物质的相对磁导率(r

    

    二.磁性材料的磁性能

    磁性材料主要是指由过度元素铁.钴.镍及其合金等材料。它们主要的磁性能如下。

    磁性材料的磁性能

    高导磁性.磁饱和性.磁滞性.非线性

    一.高导磁性

    指磁性材料的磁导率很高,(r>>1,可达102-105量级。使其具有被强烈磁化的特性。

    分子电流和磁畴理论:

    分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流,分子电流将产生磁场,每个分子都相当于一个小磁铁。

    由于磁性物质分子的相互作用,使分子电流在局部形成有序排列而显示出磁性,这些小区域称为磁畴。

    高磁导率的成因

    磁性物质没有外场时,各磁畴是混乱排列的,磁场互相抵消;当在外磁场作用下,磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上,即产生了一个与外场方向一致的磁化磁场,从而磁性物质内的磁感应强度大大增加——物质被强烈的磁化了。

    广泛应用于电工设备电动机.电磁铁.变压器等线圈中都含有的铁心。就是利用其磁导率大的特性,使得在较小的电流情况下得到尽可能大的磁感应强度和磁通。

    非磁性材料没有磁畴的结构,所以不具有磁化特性。

    磁性物质的磁化示意图

    (a)无外场,磁畴排列杂乱无章。(b)在外场作用下,磁畴排列逐渐进入有序化。

    二.磁饱和性

    当外磁场(或励磁电流)增大到一定值时,磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致,磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。

    

    磁化曲线B和(与H的关系

    注:当有磁性物质存在时,B与H不成比例,(与I也不成比例。

    三.磁滞性

    当铁心线圈中通有交变电流(大小和方向都变化)时,铁心就受到交变磁化,电流变化时,B随H而变化,当H已减到零值时,但B未回到零,这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。

    剩磁:当线圈中电流减到零

    (H=0),铁心在磁化时所

    获的磁性还未完全消失,这

    时铁心中所保留的磁感应强

    度称为剩磁感应强度Br

    磁滞回线

    根据磁性能,磁性材料又可分为三种:

    软磁材料(磁滞回线窄长。常用做磁头.磁心等).

    永磁材料(磁滞回线宽。常用做永久磁铁).

    矩磁材料(磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件)。

    磁性物质的分类

    根据滞回曲线和磁化曲线的不同,大致分成三类:

    (1)软磁材料(2)永磁材料(3)矩磁材料

    其矫顽磁力较小,其矫顽磁力较大,其剩磁大而矫顽磁力小,

    磁滞回线较窄。磁滞回线较宽。磁滞回线为矩形。

    (铁心)(磁铁)(记忆元件)

    

    

    铸铁.铸钢及硅钢片的磁化曲线

    常用磁性材料的最大相对磁导率.剩磁及矫顽磁力

    

    永磁材料的主要性能

    第一代稀土永磁:

    钐钴(SmCo5),最大磁能积:199kJ/m3;

    第二代稀土永磁:

    稀土永磁合金(Sm2Co17),

    最大磁能积:258kJ/m3;

    第三代稀土永磁(1983):

    钕铁硼(NdFeB),Br达约1.5T,Hc约950kA/m,Hci大,最大磁能积可超过300(实验400)kJ/m3但温度系数高

    四.铁磁材料的磁损耗

    当铁磁材料处于变化磁场中,会产生涡流损耗和磁滞损耗。

    1.涡流损耗

    pFe=CFeD2f2B2

    CFe:系数D:厚度

    f:频率B:磁密

    2.磁滞损耗

    小磁铁来回翻转,摩擦耗能。ph=khfB2


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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