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【分享】教你怎么去看磁材料的磁化曲线
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【分享】教你怎么去看磁材料的磁化曲线

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【摘要】:
1磁性物质磁化过程如将完全无磁状态的铁磁物质放在磁场中,磁场强度从零逐渐增加,测量铁磁物质的磁通密度B,得到磁通密度和磁场强度H之间关系,并用B-H曲线表示,该曲线称为磁化曲线.如图4-2(e)曲线C所示。没有磁化的磁介质中的磁畴完全是杂乱无章的,所以对外界不表现磁性(图4-2(a))  当磁介质置于磁场中,外磁场较弱时,随着磁场强度的增加,与外磁场方向相差不大的那部分磁畴逐渐转向外磁场方向(图4-2(b)),磁感应B随外磁场增加而增加(图4-2(e)中oa段)。

                           

                    1 磁性物质磁化过程

如将完全无磁状态的铁磁物质放在磁场中, 磁场强度从零逐渐增加, 测量铁磁物质的磁 通密度B,得到磁通密度和磁场强度H之间关系,并用B-H曲线表示,该曲线称为磁化曲线.

如图4-2(e)曲线C所示。没有磁化的磁介质中的磁畴完全是杂乱无章的,所以对外界不表现磁性(图4-2(a))

 

 

当磁介质置于磁场中,外磁场较弱时,随着磁场强度的增加,与外磁场方向相差不大的那部分磁畴逐渐转向外磁场方向(图4-2(b)),磁感应B随外磁场增加而增加(图4-2(e)中oa段)。如果将外磁场H逐渐减少到零时,B仍能沿ao回到零,即磁畴发了“弹性”转动,故这一段磁化是可逆的。 

 

当从磁场继续增大时,与外磁场方向相近的磁畴已经趋向于外磁场方向,那些与磁场方向相差较大的磁畴克服“摩擦” ,也开始转向外磁场方向(图4-2(c)) ,因此磁感应B随H增大急剧上升,如磁化曲线ab段。如果把ab段放大了看,曲线呈现阶梯状,说明磁化过程是跳跃式进行的。如果这时减少外磁场,B将不再沿ba段回到零,过程是不可逆的。 

磁化曲线到达b点后,大部分磁畴已趋向了外磁场,从此再增加磁场强度,可转动的磁畴越来越少了,故B值增加的速度变缓。这段磁化曲线附近称为磁化曲线膝部。从b进一步增大磁场强度,只有很少的磁畴可以转向(图4-2(d)),因此磁化曲线缓慢上升,直至-基本上停止上升(c点),材料磁性能进入所谓饱和状态,随磁场强度增加B增加很少,该段磁化曲线称为饱和段。这段磁化过程也是不可逆的

 

   铁磁材料的B和H的关系可表示为

 

 

式中µ0—真空磁导率;J—磁化强度。

上式表示竞博国际娱乐中磁通密度是磁性介质的磁感应强度J(也称磁化强度)和介质所占据的空间磁感应强度之和。当磁场强度很大时,磁化强度达到最大值,即饱和(图4-2(e)曲线B),而空间的磁感应强度不会饱和,仍继续增大(图4-2(e)中曲线A)。合成磁化曲线随着磁场强度H增大,B仍稍有增加(图4-2(e)曲线C)。 

 

从材料的零磁化状态磁化到饱和的磁化曲线通常称为初始磁化曲线。

                               

               2 饱和磁滞回线基本参数      

 

如果将铁磁物质沿磁化曲线 OS由完全去磁状态磁化到饱和 Bs(如图4-3所示) ,此时如将外磁场 H 减小,B 值将不再按照原来的初始磁化曲线(OS)减小,而是更加缓慢地沿较高的 B 减小,这是因为发生刚性转动的磁畴保留了外磁场方向。即使外磁场 H=0 时,B≠0,即尚有剩余的磁感应强度Br 存在。这种磁化曲线与退磁曲线不重合特性称为磁化的不可逆性。磁感应强度 B 的改变滞后于磁场强度 H的现象称为磁滞现象。 

如要使 B 减少,必须加一个与原磁场方向相反的磁场强度-H,当这个反向磁场强度增加到-Hc 时,才能使磁介质中 B=0。这并不意味着磁介质恢复了杂乱无章状态,而是一部分磁畴仍保留原磁化磁场方向,而另一部分在反向磁场作用下改变为外磁场方向,两部分相等时,合成磁感应强度为零。 如果再继续增大反向磁场强度,铁磁物质中反转的磁畴增多,反向磁感应强度增加,随着-H 值的增加,反向的 B 也增加。

 

 

 

当反向磁场强度增加到-Hs 时,则 B=-Bs 达到反向饱和。如果使-H=0,B= -Br,要使-Br 为 零,必须加正向 HC。如 H 再增大到 Hs时,B 达到最大值 Bs,磁介质又达到正向饱和。这样磁场强度由Hs→0→- HC→- Hs→0→HC→Hs,  相应地,  磁感应强度由Bs→Br→0→- BS→-  Br→0→Bs,形成了一个对原点 O对称的回线(图 4-3),称为饱和磁滞回线,或最大磁滞回线。

 

 在饱和磁滞回线上可确定的特征参数(图 4-3)为:

 

1.饱和磁感应强度 BS

 

是在指定温度(25℃或 100℃)下,用足够大的磁场强度磁化磁性物质时,磁化曲线达到接近水平时,不再随外磁场增大而明显增大(对于高磁导率的软磁材料,在µr=100 处)对应的 B 值。

 

2.  剩余磁感应强度 Br

 

铁磁物质磁化到饱和后,又将磁场强度下降到零时,铁磁物质中残留的磁感应强度,即为 Br。称为剩余磁感应强度,简称剩磁。 

 

3. 矫顽力 Hc

 

铁磁物质磁化到饱和后,由于磁滞现象,要使磁介质中 B为零,需有一定的反向磁场强度-H,此磁场强度称为矫顽磁力 H.c。 如果用小于 Hs 的不同的磁场强度磁化铁磁材料时,此时 B 与 H 的关系在饱和磁滞回线以内的一族磁滞回线。各磁滞回线上的剩磁感应和矫顽磁力将小于饱和时的 Br和 Hc。如果要使具有磁性的材料恢复到去磁状态,用一个高频磁场对材料磁化,并逐渐减少磁场强度 H 到 0,或将材料加到居里温度以上即可去磁。  应当指出的是材料的磁化曲线是环形等截面试样特性, 各种竞博国际娱乐型号尽管竞博国际娱乐材质与试样相同,但磁化特性因结构形状不同而不相同。 如果磁滞回线很宽,即 Hc很高,需要很大的磁场强度才能将磁材料磁化到饱和,同时需要很大的反向磁场强度才能将材料中磁感应强度下降到零,也就是说这类材料磁化困难,去磁也困难,我们称这类材料为硬磁材料。如铝镍钴,钐钴,钕铁硼合金等永久磁铁,常用于电机激磁和仪表产生恒定磁场。这类材料磁化曲线宽,矫顽磁力高。在开关电源中,为减少直流滤波电感的体积,有时用永磁-硬磁材料产生恒定磁场抵消直流偏置。 另一类材料在较弱外磁场作用下,磁感应强度达到很高的数值,同时很低的矫顽磁力,即既容易磁化,又很容易退磁。我们称这类材料为软磁材料。开关电源主要应用软磁材料。属于这类材料的有电工纯铁、电工硅钢、铁镍软磁合金、铁钴钒软磁合金和软磁铁氧体等。某些特殊磁性材料,如恒导磁合金和非晶态合金也是软磁材料。可见,所谓“软磁” ,不是材料的质地柔软,而是容易磁化而已。实际上,软磁材料都是既硬又难加工的材料。如铁氧体,既硬又脆,是开关电源中主要应用的软磁材料。

 

本文转自微信公众号: 铁氧体竞博国际娱乐与变压器 铁氧体竞博国际娱乐与变压器