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B0
铁磁质的磁化规律
铁磁质:磁性很强的一类物质. 纯化学元素: 铁Fe 过渡族元素 钴Co 镍Ni 稀土族元素 钆(gá)Gd 镝(dí ) Dy 钬(huǒ) Ho 铁与金属、非金属合金 某些包含铁的氧化物(铁氧体)
确定B 、H之间的关系
闭合铁芯螺绕环(没有退磁场) 螺绕环内磁场强度H 磁化场磁场强度H0 H= H0=nI0 可计算 磁感应强度B 可通过次级线圈测量
i B
M B
I0
0
Biblioteka Baidu
H
H nI 0
起始磁化曲线
饱和磁化强度Ms
M
M
B
0
H
S
C B A O
S
MS
B
C B
A
H
O
H
μ-H 曲线
B
C B
S
max
A O
H
init
H
磁滞回线
B M
S
起始磁化曲线 剩余磁化强度OR (剩余磁感应强度) 退磁曲线 矫顽力H c
S' C
R
Hc
O
R'
B0
抗磁质的磁化机制
每个分子无固有磁矩;(相互抵消) 在外场作用下,感生磁矩都与外场方向相反. 顺磁质: 抗磁效应比顺磁效应小被掩盖. 0 B B
0 0
+
V
-
+
V
-
m
f
m
0
f
超导体的迈斯纳效应
超导体的基本特性: 在低于特定温度Tc(转变温度),电阻为零; 完全抗磁(迈斯纳效应). 抗磁效应机制: 表面的超导电流产生的附加磁场将体内磁场完全 抵消.
B
BR
B
BR
HC
H
HC
H
铁磁质的微观结构
铁磁质的磁性主要来源于电子自旋磁矩. 无外场情况下,铁磁质中电子自旋磁矩可以 在小范围内自发地排列起来(自发磁化区).
关于铁磁质的说明
饱和磁化强度MS就是磁畴中的磁化强度; 介质的惨杂和内应力阻碍磁畴恢复到退磁状态:磁滞现象; 铁磁体会发生长度体积的改变:磁致伸缩; 强烈震动 高温剧烈热运动将瓦解磁畴,临界温度(居里点); 铁磁性(Fe Co Ni)、反铁磁性(FeO CoO NiO)、 亚铁磁性(Fe3O4)
磁滞回线
磁滞损耗
S
B dB
B
P'
P
H
da
磁滞回线
HdB
磁滞回线包围的面积
铁磁质的分类-依据矫顽力划分
软磁材料-适用于交变磁场
磁滞损耗小;切断电流后无剩磁 弱电: μinit高;强电: μmax高.
硬磁材料
B
S
B
B
S
S
H
H
H
铁磁质的分类-依据矫顽力划分
硬磁材料
最大磁能积-有利于降低磁铁体积
e 0 r e 1 r 1 r 一般不大(10以内)
分子磁矩 m
IS l (m) s
n
L
e 2 er 2 m IS r n T 2 2 e 2 e er m r r2 2 T 2
2 L r me rme n me r
C'
H
局部的小磁滞回线
局部的小磁滞回线到处可以产生
B
H
去磁过程
B
H
d NSB dt 电源抵抗感应电动势作功: d dA I 0 dt I 0 dt I 0 d dt H dA NSdB SlHdB VHdB N /l 单位体积铁芯,电源作功为: dA da HdB V a
磁介质的磁化规律和机理
张炜
磁介质的分类
磁介质大体分为3类:
顺磁质 抗磁质 铁磁质
r m 1
顺磁质: m 0 r 1 r 1 抗磁质: m 0 r 1 r 1 2 3 铁磁质: 0 1 (10 ~10 ) m r
电介质
铁电体
P e 0 E 多数电介质简单线性关系
P
复杂非线性关系:电滞效应(铁电体) NaKC4 H 4 O6 4H 2 O 酒石酸钾钠 BaTiO3 石蜡(永电体) 压电效应:石英 晶体谐振器 钛酸钡
O
E
压电效应
石英晶体谐振器 石英表(误差2×10-5s / Day) 逆压电效应
+ + + + + -
+
+
+
+
+
Thanks
+ r m
e m L 2me
分子磁矩的说明
分子磁矩m分子是分子 内所有电子的轨道磁 矩和自旋磁矩的矢量 和(忽略原子核磁矩).
分子中所有电子的磁矩不 能完全抵消,具有固有磁矩; 分子中所有电子的磁矩可 以完全抵消,不具有固有磁 矩.
顺磁质的磁化机制
由具有固有磁矩的分子形 成的物质; 在外场作用下,每个磁矩都 受到一个力矩,使分子磁矩 转向外磁场方向; 各分子磁矩在一定程度上 沿外场排列; 热运动对磁矩排列起破坏 干扰作用,温度越高顺磁效 应越弱.