73第七章磁介质3节.doc

§3 铁磁质的磁化规律
铁磁质是制造永久磁体、电磁铁、变压器及各种电机不可缺少的材料,研究磁性材料的学科称之为磁学。不同的铁磁质其性质可能很不相同,对于磁性材料研究关系十分重要。
对于铁磁质成立的关系为:,若使用,则需注意不是常量,它与磁场有关。下面首先研究铁磁质的磁化规律,其中用到磁通计G或冲击电流计,由测得q或而推算出。
一、铁磁质的磁化规律
1、关系的测定
(1) :可由励磁电流决定。如图7-8,样品做成环状,外面密绕匝
线圈,有
其中由电流表测出,n已知,则可知H ;而,故改变(包括改变电源的极性连接)。
R
K
原
副
G
N1
N2
I0
ε
图7-8
(2) :副线圈匝数少些,外接磁通计,因为

故
测得磁通,再由已知副线圈匝数、截面积,便可得。
由以上给定;若改变
,描点作图即可研究样品铁磁质的磁化规律。
2、起始磁化曲线
开始应使样品处于未磁化状态:因磁化与历史有关,为方便研究,要求在研究前应除去已有磁性,方法为:
(1) 样品被加热到居里温度之上,磁性消失,然后冷却至居里温度之下研究;
(2) 反复逐渐退磁法使样品处于未磁化状态。
,描点作曲线,如图7-9所示。
[解释]起始磁化曲线非线性:。
因为的非线性函数,所以

B





O
A 非线性线性区
S
C
HS H
图7-9
[注],如图7-10(a)所示。
。图7-10(b)给出磁导率随H变化的关系曲线。
M
O
A
C
B
S
H
MS
图7-10 (a)
B




O
)α
HS H
{
µOµI
µOµM
µ0
µ
H
图7-10 (b)
3、磁滞回线
Qˊ Sˊ
C HC O
B

R

BR
B1ˊ
B1

H1
S



HS
退磁段
反向磁化
正向磁化
H正向增大,达,但不沿起始曲线回,也不能复原,即当不趋于0,而有剩磁:,则需H反
图7-11
向磁化:“矫枉过正”。对应称之为矫顽力。如图7-11,其中点及上、下支曲线关于原点对称,此曲线为磁化一周的情况,闭合曲线被称为磁滞回线。
[说明]
(1)“磁滞”的含义指:,这种“跟不上”并非时间上滞后,是非线性、非单值所致。
(2) 上述回线为对应顶点之最大磁滞回线,当而即减小时,回线也小,如图7-12所示。
图7-12
(3) 当回线对应顶点为磁饱和时,若(对一定材料磁饱和一定),则上升、下降沿同一虚线,如SQ段的变化。
综上可见:铁磁质的的关系不但非线性,而且非单值。或曰:的数值除了与数值有关外,还决定于该介质的磁化历史。
二、磁滞损耗
铁芯在交变磁场中有能量损耗——铁损。铁损包括两个方面

[论证]图中磁滞回线所包围“面积”代表在一个反复磁化循环中单位体积的铁芯内损耗的能量。
考虑样品做成铁环——螺绕环实验电路:参见图7-8。
设原边线圈N匝