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,770oC, 纯
镍,358oC 。
(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 。
HB ??,
§ 12-5 铁磁质


A
R
1 2
K




把未磁化的均匀铁磁质充满一螺绕环,如图:
线圈中通入电流 (励磁电流 )后, 铁磁质就被磁化 。
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:
1.磁介质
nIH ?
A
R
1 2
K




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 B~H的关系曲线 ( 磁
化曲线 ) 。
O H
rB ?,
HB ~
A
C
B
S
磁 介 质
Hr ~?
O H
rB ?,
HB ~
A
C
B
S
使励磁电流从零开始, 此
时 B=H=0,然后逐渐增大电流,
以增大 H 。 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 ?r
值, 由此可见铁磁质 B~H显著的非线性特点 。
)/( 0 HBr ?? ?
磁 介 质
2,磁滞回线
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, 这种现象称为 剩磁 。 -Hc
d
Hc
-Bre
f
Br
c
b
B
H
a
O
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 。
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 。
B的变化总落后于 H的变化,
称 磁滞现象 。
在反复磁化过程中能量的
损失叫做 磁滞损耗 。 缓慢磁化
过程,经历一次磁化过程损耗
的能量与磁滞回线包围的面积
成正比。
-Hc
d
Hc
-Bre
f
Br
c
b
B
H
a
O
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 。
磁滞回线
3,磁畴
单晶磁畴结构示意图 多晶磁畴结构示意图
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 。
磁 畴
单晶磁畴结构示意图 多晶磁畴结构示意图
在没有外磁场作用时,磁体体内磁矩排列杂乱,
任意物理无限小体积内的 平均磁矩为零 。
H?
在外磁场作用下,磁矩与外磁场同方向排列时
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 。
磁 畴
B
HO
B
HO
矫顽力很小 (Hc<102A?m-1),磁滞
回线窄, 所围的面积小, 磁滞损耗小 。
软磁材料如纯铁、硅钢、坡莫合
金、铁氧体等材料,适用于交变磁场
中,常用作变压器、继电器、电动机、
电磁铁和发动机的铁芯。
矫顽力大, 剩磁大, 磁滞回线
宽, 所围的面积大, 磁滞损耗大 。
4,软磁材料
5,硬磁材料
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 。
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。
B
HO
压磁材料 具有较强的磁致
伸缩效应, 常用于制造超声波
发生器 。
硬磁材料
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 。
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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 。
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。
B
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压磁材料 具有较强的磁致
伸缩效应, 常用于制造超声波
发生器 。
硬磁材料
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 。
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