磁场的边界条件.ppt

§ 铁磁质
目录
磁化曲线
铁磁质的应用
铁磁质磁化的机制
§ 简单磁路
例题三:铁环气隙中的磁感应强度。清华书P273
§ 磁场的边界条件
的法向分量
的切向分量
例题二:载流无限长磁介质圆柱磁场分布。
磁路定理
例题一:一个带有很窄缝隙的永磁环
磁场的边界条件给出磁介质分界面处,磁场的物理
量所应遵守的规律。
高斯面上下底面积为
高为
为二级无穷小
为一级无穷小
圆柱形
高斯面
§ 磁场的边界条件
以下讨论两种各向同性的均匀
磁介质分界面处, 行为
的法向分量
根据高斯定理
在均匀磁介质的分界面处磁感
应强度矢量的法向分量连续。
在均匀磁介质的分界
面处磁场强度矢量的
法向分量不连续。
的切向分量
为一级无穷小
为二级无穷小
在界面处做一个环路
环路定理
在均匀磁介质的分界面处磁场
强度矢量的切向分量连续。
在均匀磁介质的分界面处磁感应强度
矢量的切向分量不连续。
磁屏蔽
可从磁导率判断B线
偏离法线的程度
有铁磁质包围的空腔,不会有
外磁场进入腔内外界 B线进入
铁磁质后折离法向与界面平行
所以,再离开腔的B就很小了
例题一:一个带有很窄缝隙的永磁环,已知其磁化
强度为,方向如图,试求图中所标各点的和
2 1 3
窄隙永磁环宛如一个面电流密度为
的螺绕环,附加的磁场
分子电流观点介质表面的磁化电流
方向与相同
因传导电流为零
场点是否在磁介质内对于是很重要的。
对于窄隙可略
及边界条件
磁化曲线
装置:环形螺绕环; 铁磁质Fe,Co,Ni及
稀钍族元素的化合物,能被强烈地磁化
实验测量B,如用感应电动势测量
或用小线圈在缝口处测量;
由得出曲线
铁磁质的不一定是个常数,
它是的函数
§ 铁磁质
原理:励磁电流 I;
用安培定理得H
结果一
B的变化落后于H,从而具有剩磁,即磁滞效应
每个对应不同的与磁化的历史有关。
起始磁化曲线;
剩磁
饱和磁感应强度
矫顽力
结果二
磁滞回线--不可逆过程
在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的
磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。
结果三
铁磁体于铁电体类似;在交变场的作用下,它的形状
会随之变化,称为磁致伸缩(10-5数量级)它可用做
换能器,在超声及检测技术中大有作为。
如:铁为 1040K,钴为 1390K, 镍为 630K
每种磁介质当温度升高到一定程度时,
由高磁导率、磁滞、磁致伸缩等一系
列特殊状态全部消失,而变为顺磁性。
这温度叫临界温度,或称铁磁质的居里点。
不同铁磁质具有不同的转变温度
结果四
铁磁质的应用
* 作变压器的软磁材料。纯铁,硅钢
坡莫合金(Fe,Ni),铁氧体等。
r大,易磁化、易退磁(起始磁化率大)。
饱和磁感应强度大,矫顽力(Hc)小,磁滞
回线的面积窄而长,损耗小(HdB面积小)。
还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。
* 作永久磁铁的硬磁材料
钨钢,碳钢,铝镍钴合金
* 作存储元件的矩磁材料
Br=BS ,Hc不大,磁滞回线是矩形。用于记忆元件,当+脉冲产生H>HC使磁芯呈+B态,则–脉冲产生H< – HC使磁芯呈– B态,可做为二进制的两个态。
矫顽力(Hc)大(>102A/m),剩磁Br大
磁滞回线的面积大,损耗大。
还用于磁电式电表中的永磁铁。耳机中的永久磁铁,永磁扬声器。
锰镁铁氧体,锂锰铁氧体