磁性材料术语解释及计算公式
磁性材料基本概念及定义

1.磁场电流产生磁场,在螺线管中,或在磁路中电流的产生的磁场为:在这一个表式中,采用国际单位制,H单位为安培/米(A/m),N为匝数,I为电流,单位安培(A),le 为螺线管或磁路长度,单位为米(m)。
在磁芯中,加正弦波电流,可用有效磁路长度le来计算磁场强度:2.磁通密度、磁极化强度、磁化强度在磁性材料中,加强磁场H时,引起磁通密度变化,其表现为:B为磁通密度,亦称磁感应强度,J称磁极化强度,M称磁化强度,μ0 为真空磁导率,其值为4π×10-7亨利/米(H/m)。
B、J单位 T,H、M单位为A/m,1T=104Gs。
在磁芯中可用有效面积Ae来计算磁通密度:正弦波为:电压单位V,频率单位为Hz,N为匝数,B单位为T,Ae单位为m2。
3.饱和磁通密度、剩余磁化强度、矫顽力B和H的关系除在真空中和在磁性材料中小磁化场下具有线性关系外,一般具有非线性关系,即具有所谓磁滞回线性质:Bs为饱和磁化强度,Br为剩余磁化强度,Hc为矫顽力,Hs为饱和磁化场,不同磁性材料产生的磁滞回线表现形式不一样,Bs、Br、Hc、Hs都不一样4 磁导率我们平常用的大都是相对磁导率,且把脚标 r 省去。
称初始磁导率,它与温度、频率有关。
测量时在一定温度、一定频率、很低的磁通密度(或很小的磁场)、闭合磁路中进行。
在实际测量中,规定:磁场H所产生的磁通密度应小于1mT,一般B为0.1mT,但亦有许多特殊情况,应加以注意。
4)在磁路中存在气隙,即非闭合磁路条件下,测得的磁导率为有效磁导率:g是气隙长度,le是有效磁路长度。
这一表示,仅是小气隙g下的一种近似。
在大气隙下,磁通要穿过气隙的外部,其有效磁导率将大于按上式计算所得之值。
5)在没有偏置磁场的情况下,磁场H较大时,该磁场H产生磁通密度B,则这时,,称振幅磁导率。
6)在具有直流偏置磁场时,再加上一个交流磁场,这时测得的磁导率称为增量磁导率。
在直流迭加状态下测得的电感,计算出的磁导率近似于增量磁导率。
磁学常用名词解释

磁学常用名词解释磁学量常用单位换算磁概念永磁材料:永磁材料被外加磁场磁化后磁性不消失,可对外部空间提供稳定磁场。
钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种:剩磁(Br )单位为特斯拉(T )和高斯(Gs ) 1Gs =0.0001T将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场,此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。
它表示磁体所能提供的最大的磁通值。
从退磁曲线上可见,它对应于气隙为零时的情况,故在实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。
钕铁硼是现今发现的Br 最高的实用永磁材料。
磁感矫顽力(Hcb )单位是安/米(A/m)和奥斯特(Oe )或1 Oe≈79.6A/m 处于技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时,使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力(Hcb )。
但此时磁体的磁化强度并不为零,只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。
(对外磁感应强度表现为零)此时若撤消外磁场,磁体仍具有一定的磁性能。
钕铁硼的矫顽力一般是11000Oe 以上。
内禀矫顽力(Hcj )单位是安/米(A/m)和奥斯特(Oe )1 Oe≈79.6A/m 使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度,我们称之为内禀矫顽力。
内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量,如果外加的磁场等于磁体的内禀矫顽力,磁体的磁性将会基本消除。
钕铁硼的Hcj 会随着温度的升高而降低所以需要工作在高温环境下时应该选择高Hcj 的牌号。
磁能积(BH)单位为焦/米3(J/m3)或高•奥(GOe )1 MGOe≈7. 96k J/m3 退磁曲线上任何一点的B 和H 的乘积既BH 我们称为磁能积, 而B×H 的最大值称之为最大磁能积(BH)max。
磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一,(BH)max越大说明磁体蕴含的磁能量越大。
设计磁路时要尽可能使磁体的工作点处在最大磁能积所对应的B 和H附近。
各向同性磁体:任何方向磁性能都相同的磁体。
磁性材质的基础知识之术语与公式

磁性材质的基础知识之术语与公式术语与公式磁性材料的术语(1)磁滞回线:铁磁体从正向反至反向,再至正向反复磁化至技术饱和一周,所得的B与H的闭合关系曲线称为磁滞回线,也称B-H曲线。
(2) 饱和磁感应强度:(饱和磁通密度)磁性被磁化到饱和状态时的磁感应强度。
在实际应用中,饱合磁感应强度往往是指某一指定磁场(基本上达到磁饱和时的磁场)下的磁感应强度。
(3)剩磁感应强度:从磁性体的饱和状态,把磁场(包括自退磁场)单调减小到此为0的磁感应强度。
(4)磁通密度矫顽力:它是从磁性体的饱和磁化状态,沿饱和磁滞回线单调改变磁场强度,使磁感应强度B 减小到此为0时的磁场强度。
(5)内禀矫顽力:从磁性体的饱和磁化状态使磁化强度M减小到0的磁场强度。
(6)磁能积:在永磁性体退磁曲线上的任意点的磁感应强度和磁场强度的乘积为磁能积;其中一点对应的B与H乘积的最大值称为最大磁能积(BH)max.(7)起始磁导率:磁性体在磁中性状态下磁导率的比值。
(8)温度系数:在两个给定温度之间,被测的变化量除于温度变化量。
(9)磁导率的比温度系数:磁导率的温度系数与磁导率的比值。
(10)居里温度有力在此温度上,自发磁化强度为零,即铁磁性材料(或亚磁性材料)由铁磁状态(或亚铁磁状态)转变为顺磁状态的临界温度。
磁粉芯的有效面积与有效磁路长度电感量和额定电感量每种尺寸磁粉芯的额定电感量都与其有效磁导率有关,有效磁导率仅作参考,环型磁芯的电感测试是依均匀分布的单层绕组作测度依据,以非均匀分布而少圈数的磁芯作测试会产生比预期要大的电感读数。
铁粉芯(lron Powder Cores)额定电感量均在10KHZ的频率下及10高斯(1mt) 的AC 磁通密度峰值为测试依据。
合金磁粉芯的电感系数值是以1000圈时为测试依据,其中电感系数偏差通常在±8%之间。
磁场强度和安培定律安培定律揭示了磁场强度(H)与电流、圈数和磁路长度之间的关系。
根据安培定律,磁场的强度在靠近磁粉芯内位置强(因为磁路长度短),引入有效磁路长度,可以提供穿过磁粉芯整个截面上磁场强度平均值(Haverage)除非另有说明,在本样本中使用的都是平均磁路长度及平均磁场强度。
磁性材料名词解释

磁性材料Jump to: navigation, search磁性材料magnetic material可由磁场感生或改变磁化强度的物质。
按照磁性的强弱,物质可以分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性等几类。
铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质,其余为弱磁性物质。
现代工程上实用的磁性材料多属强磁性物质,通常所说的磁性材料即指强磁性材料。
磁性材料的用途广泛。
主要是利用其各种磁特性和特殊效应制成元件或器件;用于存储、传输和转换电磁能量与信息,或在特定空间产生一定强度和分布的磁场;有时也以材料的自然形态而直接利用(如磁性液体)。
磁性材料在电子技术领域和其他科学技术领域中都有重要的作用。
简史中国是世界上最先发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家。
早在战国时期就有关于天然磁性材料(如磁铁矿)的记载。
11世纪就发明了制造人工永磁材料的方法。
1086年《梦溪笔谈》记载了指南针的制作和使用。
1099~1102年有指南针用于航海的记述,同时还发现了地磁偏角的现象。
近代,电力工业的发展促进了金属磁性材料──硅钢片(Si-Fe合金)的研制。
永磁金属从 19世纪的碳钢发展到后来的稀土永磁合金,性能提高二百多倍。
随着通信技术的发展,软磁金属材料从片状改为丝状再改为粉状,仍满足不了频率扩展的要求。
20世纪40年代,荷兰J.L.斯诺伊克发明电阻率高、高频特性好的铁氧体软磁材料,接着又出现了价格低廉的永磁铁氧体。
50年代初,随着电子计算机的发展,美籍华人王安首先使用矩磁合金元件作为计算机的内存储器,不久被矩磁铁氧体记忆磁芯取代,后者在60~70年代曾对计算机的发展起过重要的作用。
50 年代初人们发现铁氧体具有独特的微波特性,制成一系列微波铁氧体器件。
压磁材料在第一次世界大战时即已用于声纳技术,但由于压电陶瓷的出现,使用有所减少。
后来又出现了强压磁性的稀土合金。
非晶态(无定形)磁性材料是近代磁学研究的成果,在发明快速淬火技术后,1967年解决了制带工艺,正向实用化过渡。
磁性材料名词解释

磁性能名詞說明
■居里溫度Tc 系指随着温度的升高,由于物质内部基本粒子的热振荡加 剧,磁性材料内部的微观磁偶极矩的排列逐步紊乱,宏观 上表现为材料的磁极化强度J随着温度的升高而减小,当 温度升高至某一值时,材料的磁极化强度J降为0,此时磁 性材料的磁特性变得同空气等非磁性物质一样,将此温度 称为该材料的居里温度Tc ■可工作溫度Tw 系指在某一温度下永磁材料的磁性能与室温相比降低一规 定的幅度,将该温度称为该磁体的可工作温度Tw
磁性能名詞說明
■ 殘留磁束密度(Br) 給予磁石一外加飽和磁場(H) ,當磁場消退 為零時,磁石內部所保留之磁束密度。
■ 矯頑力(Hcb)及固有矯頑力(Hcj) 使磁束密度B=0之反向磁場強度稱矯頑力 (Hcb/Hc) ,另使磁化強度M=0之反向磁場 強度稱為固有矯頑力(Hcj/iHc) 。 為磁體抵抗外加磁場的能力,亦是充磁難 易度指標。
基本磁學單位換算
CGS制 SI制 換算
Br Hcb/Hcj Hmax
高斯 Gauss 奧斯特 Oe MGOe
特仕拉 T 安培/米 A/m kJ/m
1 T= 10 G 1 Oe = 79.5A/m 1 MGOe ≒ 8 kJ/m
磁性能名詞說明
■最大磁能積(BHmax) B-H曲線在第二象限(減磁曲線)上各點的磁 場強度H與磁束密度B之乘積最大值 ,亦即 (B.H)max,為磁體最大磁能量之衡量指
標,可用來分類磁石等級 。
磁性能名詞說明 ■溫度系數
Brα﹪/℃ 剩余磁感应强度(Br)随温度变化的系数 Hcjβ﹪/℃ 内禀矫顽力(Hcj)随温度变化的系数
磁力计算公式口诀

磁力计算公式口诀磁力计算公式口诀是学习磁力学的基础,掌握了这些公式口诀,可以帮助我们更好地理解和应用磁力学知识。
下面就让我们来详细了解一下这些公式口诀的含义和应用吧。
1. 磁场强度H,磁场强度H是单位长度内的磁场强度,它是磁感应强度B和磁导率μ的乘积,即H=B/μ。
在计算磁场强度时,我们可以通过这个公式口诀来进行计算,从而得到磁场的强度。
2. 磁感应强度B,磁感应强度B是单位面积内的磁感应强度,它是磁场强度H和磁导率μ的乘积,即B=μH。
通过这个公式口诀,我们可以计算出磁感应强度,从而了解磁场的分布情况。
3. 磁化强度M,磁化强度M是单位体积内的磁化强度,它是磁化电流I和磁导率μ的乘积,即M=I/μ。
通过这个公式口诀,我们可以计算出磁化强度,从而了解物质的磁化情况。
4. 磁力F,磁力F是磁场中带电粒子所受的力,它是磁感应强度B、电荷q和速度v的乘积,即F=qvB。
通过这个公式口诀,我们可以计算出磁场中带电粒子所受的力,从而了解磁场对带电粒子的影响。
5. 磁通量Φ,磁通量Φ是磁感应强度B通过某一面积的总磁通量,它是磁感应强度B和面积S的乘积,即Φ=BS。
通过这个公式口诀,我们可以计算出磁感应强度B通过某一面积的总磁通量,从而了解磁场的分布情况。
6. 磁导率μ,磁导率μ是物质对磁场的响应能力,它是磁感应强度B和磁场强度H的比值,即μ=B/H。
通过这个公式口诀,我们可以计算出物质对磁场的响应能力,从而了解物质的磁性能力。
7. 磁场能量密度W,磁场能量密度W是单位体积内的磁场能量,它是磁感应强度B的平方和磁导率μ的乘积的一半,即W=(B^2)/2μ。
通过这个公式口诀,我们可以计算出磁场的能量密度,从而了解磁场的能量分布情况。
8. 磁化电流I,磁化电流I是物质中由于外加磁场而产生的磁化电流,它是磁化强度M和体积V的乘积,即I=MV。
通过这个公式口诀,我们可以计算出物质中由于外加磁场而产生的磁化电流,从而了解物质的磁化情况。
多种材料磁路的磁通密度计算

多种材料磁路的磁通密度计算在磁性材料中,磁通密度是一个重要的物理量,用于描述磁场在材料中的分布情况。
不同材料的磁通密度计算方法也有所不同。
下面将介绍几种常见材料的磁路及磁通密度计算方法。
1.真空中的磁通密度计算:在真空中,磁通密度的计算公式为B=μ0*H,其中B表示磁通密度,μ0表示真空中的磁导率,H表示磁场强度。
对于恒定磁场的情况下,磁感应强度B的计算较为简单,只需知道磁场强度即可。
2.线性磁性材料的磁通密度计算:对于线性磁性材料(例如钢铁、铁氧体等),其磁通密度计算公式为B=μ*μ0*H,其中B表示磁通密度,μ表示材料的相对磁导率,μ0表示真空中的磁导率,H表示磁场强度。
对于线性材料,其磁通密度与磁场强度呈线性关系。
磁导率μ描述了材料对磁场的响应程度,是材料的重要性质之一3.非线性磁性材料的磁通密度计算:对于非线性磁性材料(例如软磁材料、铁氧体等),其磁通密度计算较为复杂。
通常需要利用磁滞回线来描述材料的磁化特性。
磁滞回线是材料磁化过程中磁场强度与磁通密度之间的关系曲线。
在给定磁场强度H下,材料的磁通密度B可能存在多个解,通过磁滞回线可以确定磁通密度的具体取值。
4.多层磁路的磁通密度计算:在一些实际应用中,材料的磁路不仅包括空气/真空,还包括磁性材料、绝缘材料等多种材料层。
对于多层磁路中的磁通密度计算,可以利用磁路的串联和并联特性进行分析。
在串联磁路中,磁场强度沿着整个磁路保持一致,而磁通密度在不同材料层之间会发生分布变化。
通过串联磁路的等效电路分析,可以计算出整个磁路上的磁通密度。
在并联磁路中,每个材料层的磁场强度相同,但磁通密度在不同材料层之间发生分布变化。
通过并联磁路的等效电路分析,同样可以计算出整个磁路上的磁通密度。
综上所述,磁通密度是描述磁场在材料中分布情况的重要物理量,不同材料的计算方法也有所不同。
从真空中的磁通密度计算,到线性磁性材料和非线性磁性材料的计算,再到多层磁路的磁通密度计算,都需要考虑材料的磁导率、磁滞回线等因素。
磁性材料名词解释

磁性能名詞說明
■ 殘留磁束密度(Br) 給予磁石一外加飽和磁場(H) ,當磁場消退 為零時,磁石內部所保留之磁束密度。
■ 矯頑力(Hcb)及固有矯頑力(Hcj) 使磁束密度B=0之反向磁場強度稱矯頑力 (Hcb/Hc) ,另使磁化強度M=0之反向磁場 強度稱為固有矯頑力(Hcj/iHc) 。 為磁體抵抗外加磁場的能力,亦是充磁難 易度指標。
磁性能名詞說明
■居里溫度Tc 系指随着温度的升高,由于物质内部基本粒子的热振荡加 剧,磁性材料内部的微观磁偶极矩的排列逐步紊乱,宏观 上表现为材料的磁极化强度J随着温度的升高而减小,当 温度升高至某一值时,材料的磁极化强度J降为0,此时磁 性材料的磁特性变得同空气等非磁性物质一样,将此温度 称为该材料的居里温度Tc
磁性能名詞說明
■最大磁能積(BHmax) B-H曲線在第二象限(減磁曲線)上各點的磁 場強度H與磁束密度B之乘積最大值 ,亦即 (B.H)max,為磁體最大磁能量之衡量指 標,可用來分類磁石等級 。
磁性能名詞說明
■溫度系數
Brα﹪/℃ 剩余磁感应强度(Br)随温度变化的系数 Hcjβ﹪/℃ 内禀矫顽力(Hcj)随温度变化的系数
■可工作溫度Tw 系指在某一温度下永磁材料的磁性能与室温相比降低一规 定的幅度,将该温度称为该磁体的可工作温度Tw
基本磁學單位換算
Br Hcb/Hcj BHmax
CGS制
高斯 Gauss 奧斯特
Oe T
安培/米 A/m kJ/m
1 T= 10 G 1 Oe = 79.5A/m 1 MGOe ≒ 8 kJ/m
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磁性材料术语解释及计算公式起始磁导率μi初始磁导率是磁性材料的磁导率(B/H )在磁化曲线始端的极限值,即μi =01μ× H B ∆∆ ()0→∆H式中μ0为真空磁导率(m H /7104-⨯π) ∆H 为磁场强度的变化率(A/m )∆B 为磁感应强度的变化率(T )有效磁导率μe在闭合磁路中,如果漏磁可忽略,可以用有效磁导率来表示磁芯的性能。
e μ =AeLe N L 20⋅μ 式中 L 为装有磁芯的线圈的电感量(H )N 为线圈匝数Le 为有效磁路长度(m )Ae 为有效截面积 (m 2)饱和磁通密度Bs (T )磁化到饱和状态的磁通密度。
见图1。
HcH图 1剩余磁通密度Br(T)从饱和状态去除磁场后,剩余的磁通密度。
见图1。
矫顽力Hc(A/m)从饱和状态去除磁场后,磁芯继续被反向磁场磁化,直至磁感应强度减为零,此时的磁场强度称为矫顽力。
见图1。
损耗因子tanδ损耗系数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和。
tanδ= tanδh + tanδe + tanδr式中tanδh为磁滞损耗系数tanδe为涡流损耗系数tanδr为剩余损耗系数相对损耗因子 tanδ/μi比损耗因子是损耗系数与与磁导率之比:tanδ/μi(适用于材料)tanδ/μe(适用于磁路中含有气隙的磁芯)品质因数 Q品质因数为损耗因子的倒数: Q = 1/ tan δ温度系数αμ( 1/K)温度系数为T1和T2范围内变化时,每变化1K 相应的磁导率的相对变化量:αμ=112μμ-μ.12T T 1- 式中μ1为温度为T1时的磁导率μ2为温度为T2时的磁导率 相对温度系数αμr(1/K)温度系数和磁导率之比,即αμr = 2112μμ-μ.12T T 1- 减落系数 DF在恒温条件下,完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化,即 DF = 212121μ1T T log μμ⨯- (T2>T1) μ1为退磁后T1分钟的磁导率μ2为退磁后T2分钟的磁导率居里温度Tc (℃)在该温度时材料由铁磁性(或亚铁磁)转变为顺磁性,见图2。
磁导率图2电阻率 ρ(Ω.m)具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻 。
密度 d (kg/m 3)单位体积材料的重量,即d =W/V式中 W 为磁芯的重量(kg)V 为磁芯的体积(m 3)功率损耗 Pc (kW/m 3)磁芯的高磁感应强度下的单位体积损耗或单位重量损耗.该磁通密度可表示为Ae N f 4.44E=Bm式中E 为施加在线圈上的电压有效值 (V)Bm 为磁感应强度的峰值 (T)f 为频率 (Hz)N 为线圈匝数Ae为有效截面积(m2)电感系数A L(nH/N2)电感因数定义为具有一定形状和尺寸的磁芯上每一匝线圈产生的电感量,即A L = L/N2式中L:为装有磁芯的线圈的电感量(H)N:为线圈匝数Initial permeability, μiThe initial permeability μi is the limit value at the initial magnetization curves origin point and is given by the following formula:μi =01μ× H B∆∆ ()0→∆HWhereμ0:Permeability of vacuum (m H /7104-⨯π) ∆H :Rate of change for magnetic field strength(A/m)∆B :Rate of change for Magnetic flux density(T)Effective permeability, μeThis is usually defined as the permeability of a core forming a closed circuit where leakage flux is negligibly small.e μ =Ae Le N L 20⋅μWhereL: Self-inductance of core with coil (H)N: Number of turnsLe: Effective magnetic path length (m)Ae: Effective cross-sectional area (m 2)Saturation flux density, Bs (T)The magnetic flux density at a magnetic field where his up to a approximate saturation magnetic field value.(Fig.1)HcHFig.1Remanence, Br (T)The value of density retained by the core when the magnetic field is reduced from the saturation magnetic flux density to zero.(Fig.1)Coactivity, Hc (A/m)The value of magnetic field strength where by the flux density becomes zero under the intensification, in the opposite direction, of the magnetic field.(Fig.1)Loss factor , tanδThis is the sum of the hysteretic loss factor, eddy current loss factor and residual loss factor.tanδ= tanδh + tanδe + tanδrWheretanδh is the hysterias loss factortanδe is the eddy current loss factortanδr is the residual loss factorRelative loss factor, tan δ/μiThis is the ratio of loss factor to permeability.tan δ/μi (for materials)tan δ/μe (for cores with gaps in the magnetic circuit)Quality factor, QThis is the reciprocal of the loss factorand is given byQ = 1/ tan δTemperature coefficient, αμ (1/K)This is the fractional difference of permeability per 1K in a temperature range of from T1 to T2.αμ=112μμ-μ.12T T 1- Whereμ1: Permeability at temperature T1μ2: Permeability at temperature T2Relative temperature coefficient, αμr (1/K)This is the temperature coefficient per unitpermeability and is given by the following equation:αμr = 2112μμ-μ.12T T 1-Discommendation factor, DFThis is the factor representing the variation of permeability through time after a complete demagnetization of the core at a constant temperature. DF = 212121μ1T T log μμ⨯- (T2>T1) Whereμ1: Permeability T1 minutes after complete demagnetization.μ2: Permeability T2 minutes after complete demagnetization.Curie temperature, Tc (℃)It is the critical temperature level at which the ferromagnetic state of the material changes to paramagnetic state.(Fig.2)磁导率Fig.2Electrical resistively, ρ(Ω.m)This is the electrical resistance per unit length and cross-sectional area ofa magnetic core.Density, d (kg/m 3)This is the weight per unit volume of a magnetic core as expressed below.d =W/VWhereW: Weight of magnetic body (kg)V: Volume of magnetic body (m 3)Power loss, Pc (kW/ m 3)Power loss denotes the loss by an electrical transformer, such as a switching power supply, under a magnetization condition featuring a high frequency and large amplitude. Operating magnetic flux density is given by the following equation.Ae N f 4.44EBmWhereE: voltage effective value applied to coilBm: peak value of magnetic flux density (T )f: Frequency (Hz)N: Number of tunesAe: Effective cross-sectional arum (m 2)Inductance factor, A L (nH/N 2)This is the inductance per turn of the coil wound around the ferrite cores with definite shape and dimension.A L = L/N2WhereL: Inductance of the coil with ferrite core,N: Number of tunes。