《普通物理学》PPT课件.ppt

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1、与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：,(1)在外磁场的作用下能产生很强的附加磁场。,(2)外磁场停止作用后，仍能保持其磁化状态。,(4)具有临界温度Tc。在Tc以上，铁磁性完全消失而成为顺磁质，Tc称为居里温度或居里点。不同的铁磁质有不同的居里温度Tc。纯铁：1040K，纯镍：631K。,(3)相对磁导率和磁化率不是常数，而是随外磁场的变化而变化；具有磁滞现象，之间不具有简单的线性关系。,*8-9 铁磁质,把未磁化的均匀铁磁质做成环形作为螺线管芯一螺绕环，如图：,线圈中通入电流(励磁电流)后，铁磁质就被磁化。,n为线圈单位长度匝数，根据有介质时的安培环路定理，当励磁电流为I时，环内的磁场强度：,

2、一、磁化曲线和磁滞回线,铁芯中的B由磁通计上的次级线圈测出，这样，通过改变励磁电流，可得到对应的一组B和H的值，从而给出一条关于试样BH 的关系曲线称为磁化曲线。,测得B与H的对应关系如图所示：,随H的增大，B先缓慢增大(OA段)，然后迅速增大(AB段)，过B点过后，B又缓慢增大(BC段)。,从S开始，B几乎不随H的增大而增大，介质的磁化达到饱和。与S对应的HS称饱和磁场强度，相应的BS称饱和磁感应强度。,根据，可以求出不同H值对应的值，可见值为变值。与H 的关系如上图虚线所示。,当铁磁质达到饱和状态后，缓慢地减小H，铁磁质中的B并不按原来的曲线减小，并且H=0时，B不等于0，具有一定值，这种

3、现象称为剩磁。,要完全消除剩磁Br，必须加反向磁场，当B=0时磁场的值Hc为铁磁质的矫顽力。,磁滞回线,当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线为一闭合曲线磁滞回线。,二、磁畴,在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子的自旋磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域称为磁畴。,在没有外磁场作用时，每个磁畴中磁矩取向一致，但不同磁畴中磁矩取向各不相同，整个磁体平均磁矩为零，宏观上不显磁性。,在外磁场作用下，磁矩与外磁场同方向排列时

4、的磁能将低于磁矩与外磁反向排列时的磁能，结果是自发磁化磁矩和外磁场成小角度的磁畴处于有利地位，这些磁畴体积逐渐扩大，而自发磁化磁矩与外磁场成较大角度的磁畴体积逐渐缩小。随着外磁场的不断增强，取向与外磁场成较大角度的磁畴全部消失，留存的磁畴将向外磁场的方向旋转，以后再继续增加磁场，所有磁畴都沿外磁场方向整齐排列，这时磁化达到饱和。,当外磁场逐渐减弱到零时，已被磁化的铁磁体内的各个磁畴由于受到阻碍它们转向的摩擦阻力，不能恢复到磁化前的状态，从而使磁体内部保留了部分磁性，表现为剩磁。,磁畴的结构和形状已可以通过实验手段观察到，图示为磁畴结构的显微照片,高温和振动去磁：通过分子热运动或振动，破坏了磁体

5、中磁畴的规则排列。,铁磁体在交变磁化磁场的作用下，它的形状随之改变，叫做磁致伸缩效应。,矫顽力很小(Hc102Am-1)，磁滞回线窄，所围的面积小，磁滞损耗小，易磁化，也易退磁。,适用于交变磁场中，常用作变压器、继电器、电动机、电磁铁和发电机的铁芯。,软磁材料,三、磁性材料的分类,根据材料磁滞回线的不同，可将材料分为软磁材料和硬磁材料,当铁磁材料在交变磁场的作用下反复磁化时，由于磁体内分子状态的不断改变，分子振动加剧导致磁体发热，温度升高，损耗了磁化电流的能量。这种在反复磁化过程中能量的损失叫磁滞损耗。磁滞回线所围的面积越大，磁滞损耗也越大。软磁材料磁滞损耗较小,矫顽力大，剩磁大、磁滞回线宽，

6、所围的面积大，磁滞损耗大，,硬磁材料,软磁材料有金属的，也有非金属铁氧体材料。后者在信息技术和电子技术中有重要、广泛的用途。,矩磁材料的磁滞回线接近于矩形，特点是剩磁Br接近饱和值BS。,当矩磁材料在不同方向的外磁场磁化后，总是处于 和 两种剩磁状态，可作电子计算机的“记忆”元件。,磁屏蔽,用软磁材料（如坡莫合金）做成的闭合空腔，由于空腔的磁导率比外界大得多，绝大部分磁感线从空腔壁内通过，而不会有外磁场进入腔内，达到磁屏蔽的目的。,硬磁材料如碳钢、钨钢、铝镍钴合金等材料。磁化后能保持很强的磁性，适用于制成各种类型的永久磁铁。,选择进入下一节8-0 教学基本要求8-1 恒定电流8-2 磁感应强度8-3 毕奥-萨伐尔定律8-4 稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动8-6 磁场对载流导线的作用8-7 磁场中的磁介质8-8 有磁介质时的安培环路定理 磁场强度8-9 铁兹质,