08.磁学基础知识
(完整word版)磁学基础与磁性材料+严密第一章、三章以及第七章答案

磁性材料的分类第一章磁学基础知识答案:1、磁矩2、磁化强度3、磁场强度H4、磁感应强度 B磁感应感度,用B表示,又称为磁通密度,用来描述空间中的磁场的物理量。
其定义公式为中磁场的强弱使用磁感强度(也叫磁感应强度)来表示,磁感强度大表示磁感强;磁感强度小,表示磁感弱。
5、磁化曲线6、磁滞回线()(6 磁滞回线 (hysteresis loop):在磁场中,铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示,当磁化磁场作周期性变化时,铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线,这条闭合线叫做磁滞回线。
)7、磁化率磁化率,表征磁介质属性的物理量。
常用符号x表示,等于磁化强度M与磁场强度H之比。
对于各向同性磁介质,x是标量;对于各向异性磁介质,磁化率是一个二阶张量。
8、磁导率磁导率(permeability):又称导磁系数,是衡量物质的导磁性能的一个物理量,可通过测取同一点的B、H值确定。
二矫顽力----内禀矫顽力和磁感矫顽力的区别与联系矫顽力分为磁感矫顽力(Hcb)和内禀矫顽力(Hcj)。
磁体在反向充磁时,使磁感应强度B降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力。
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。
使磁体的磁化强度M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,是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。
在磁体使用中,磁体矫顽力越高,温度稳定性越好。
(2)退磁场是怎样产生的?能克服吗?对于实测的材料磁化特性曲线如何进行退磁校正?产生:能否克服:因为退磁场只与材料的尺寸有关,短而粗的样品,退磁场就很大,因此可以将样品做成长而细的形状,退磁场就将会减小。
然而实际工作中,材料的尺寸收到限制,因此不可避免的受到退磁场的影响。
校正:由于受到退磁场的影响,作用在材料中的有效磁场Heff比外加磁场Hex要小。
物理磁学知识点总结初中

物理磁学知识点总结初中物理磁学是初中物理课程中的一个重要分支,它主要研究磁性物质的性质以及磁场与磁力的规律。
以下是对初中物理磁学知识点的总结:# 磁性和磁体1. 磁性:某些物质能够吸引铁、钴、镍等金属,这种现象称为磁性。
2. 磁体:具有磁性的物质称为磁体,常见的磁体有条形磁铁、蹄形磁铁等。
3. 磁极:磁体上磁性最强的部分称为磁极,一般分为南极和北极。
4. 磁极规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
# 磁场和磁力线1. 磁场:磁体周围的空间存在一种特殊形态的物质,称为磁场。
2. 磁场线:为了形象描述磁场的分布,引入了磁力线的概念。
磁力线是从磁体的北极出发,回到南极的闭合曲线。
3. 磁场的方向:磁场线的方向表示了磁场的方向,即在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向。
# 地磁场1. 地磁场:地球本身就是一个巨大的磁体,其周围的磁场称为地磁场。
2. 地磁南极和北极:地磁场的北极位于地理南极附近,地磁场的南极位于地理北极附近。
3. 磁偏角:由于地磁场的磁极与地理极点不完全重合,指南针指向的北方与地理北极之间存在一个夹角,称为磁偏角。
# 电磁铁和电磁感应1. 电磁铁:通过电流产生的磁场来吸引铁磁性物质的装置称为电磁铁。
2. 电磁感应:当导体在磁场中切割磁力线时,会在导体中产生电动势,这种现象称为电磁感应。
3. 法拉第电磁感应定律:导体中产生的感应电动势的大小与导体切割磁力线的速度和磁场的强度成正比。
# 磁性材料的应用1. 磁性材料:铁、钴、镍等物质容易保持磁性,被称为磁性材料。
2. 磁性材料的应用:磁性材料广泛应用于电动机、发电机、变压器、磁存储设备等。
3. 磁记录:利用磁性材料的磁性来存储信息的技术,如硬盘、磁带等。
# 安全使用磁性设备1. 安全距离:在使用磁性设备时,应保持适当的安全距离,避免强磁场对人体的影响。
2. 避免接近心脏起搏器:强磁场可能干扰心脏起搏器的工作,因此在含有心脏起搏器的患者附近应避免使用强磁性设备。
磁学的基础知识与应用

磁学的基础知识与应用磁学是研究磁场与磁性物质相互作用的科学,对于我们的生活和工作有着广泛的应用。
本文将介绍磁学的基础知识和一些常见的应用领域。
一、磁场的基本特性磁场是指周围有磁性物质时产生的一种特殊物理场。
它的主要特性有以下几个方面:1. 磁场线:磁场通过磁感线来表示,磁感线由北极指向南极,呈现出一定的形状。
在磁场比较强的地方,磁感线比较密集,而在磁场较弱的地方,磁感线则相对稀疏。
2. 磁力线:磁感线上的每一点都表示了该点上的磁力的大小和方向。
磁力线越密集,说明磁力越大。
磁感线的方向表示了磁力的方向,磁力线之间不能相交。
3. 磁极:磁场是由磁极产生的,磁极又分为南极和北极。
同性相斥,异性相吸。
磁极具有吸引磁性物质、指向南北方向等特点。
二、磁性物质和磁性现象磁性物质是指具有磁性的物质,根据其性质可以分为铁、镍、钴等常见的铁磁性物质,以及由铁磁性物质施加外部磁场后才表现出磁性的顺磁性物质和抗磁性物质。
在磁性物质中,最典型的是铁磁性物质。
当外部施加磁场时,铁磁性物质内部的微小磁偶极子将会被磁场所排列,导致整个物质获得磁性。
而顺磁性物质会受到磁场的作用,但磁化强度相对较弱;抗磁性物质受到磁场的作用时,磁极短暂发生变化。
三、磁学的应用领域磁学在科技和生活中都有重要的应用,下面我们将介绍一些常见的应用领域:1. 电机与发电机:电动机与发电机是利用磁力与电流的相互作用实现能量转化的设备。
电动机将电能转化为机械能,实现物体的运动;发电机则将机械能转化为电能,供电使用。
2. 磁存储:磁学在计算机和存储器领域有着重要的应用。
硬盘存储使用的就是磁性材料,通过改变磁场中的磁位,实现信息的存储和读取。
3. 医学成像:核磁共振成像(MRI)是一种医学成像技术,通过调整磁场和放射频波的作用,获取人体内部器官的影像。
这种方法能够在不使用X射线这样的有害辐射的情况下获得高质量的影像,并在临床上广泛应用。
4. 磁悬浮列车:磁悬浮列车利用超导磁体产生强大的磁场,通过磁力与磁铁相互作用,使列车悬浮起来并运行在导向轨道上,实现高速运输。
初中物理磁学知识点整理

初中物理磁学知识点整理磁学是物理学的一个重要分支,是研究磁场及其与运动带电粒子的相互作用的一门学科。
在初中物理学中,学生将接触到一些基本的磁学知识,这些知识将为他们进一步学习物理学打下坚实的基础。
下面是磁学的一些重要知识点整理。
1. 磁的基本性质- 磁性物质:磁性物质可以被磁化,例如铁、镍等。
- 非磁性物质:非磁性物质无法被磁化,例如木材、玻璃等。
- 磁场:磁力线在磁体附近形成磁场,磁场由北极和南极线组成。
- 磁性的吸引和排斥:不同极性的磁体会相互吸引,相同极性的磁体会相互排斥。
2. 磁铁- 自由磁极:如果一个磁体切成两部分,每一部分仍然具有磁性,这些独立的磁性部分被称为自由磁极。
- 强弱判断:使用磁罗盘可以检测磁体的强弱,磁力线越密集,磁体越强。
3. 磁场与电流的相互作用- 安培定则:通过电流产生的磁场可以使导线周围的磁力线成环形。
- 永磁体:电流流过线圈时,产生的磁场可以使永磁体受到吸引或排斥。
4. 磁感线与磁感应强度- 磁感线是描述磁场分布的图像,它从磁北极出发,并最终返回磁南极。
- 磁感应强度(B)用来描述磁场的强度,单位是特斯拉(T)。
- 磁感应强度的方向从磁北极指向磁南极。
5. 电流线圈与磁性物体的相互作用- 电动机:电流线圈在磁场中旋转或翻转,通过与磁性物体相互作用,产生机械转动。
- 电磁铁:电流通过线圈时产生的磁场可以使铁芯具有磁性,形成电磁铁。
6. 电磁感应与发电机原理- 法拉第电磁感应定律:当磁通量变化时,导线中将产生感应电流,这个定律也称为法拉第定律。
- 发电机原理:将导线绕在旋转线圈上,通过磁场的变化来产生感应电流。
7. 领域与磁场强度- 磁场强度(H)是指磁场中每单位电流所激发的磁感应强度。
- 领域是指磁场中单位固定位置的磁感应强度。
- 两者之间的关系是B = μ·H,其中μ是磁导率。
8. 磁场的方向与磁图的绘制- 磁感线是用来描述磁场分布的图像,它从磁北极出发,并最终返回磁南极。
08.磁学基础知识

6、复数磁导率
~ 'i ' '
原因是在交变场作用下,B、H间有相位差。 所有磁导率的值都是H的函数:
diff
max
rev
o
H
1.1.5
退磁能
1、退磁场 有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后,表面将产生磁极, 从而使磁体内部存在与磁化强度M方向相反的一种磁场,起减退磁化 的作用,称为退磁场Hd。 Hd 的大小与磁体形状及磁极强度有关。若磁化均匀,则Hd 也均 匀,且与M成正比:
我国磁性材料的生产在国际上占有重要的地位.其中,永磁铁氧体的产量达
1.1×105t,居世界首位;软磁铁氧体产量4×104t,居世界前列;稀土永磁产 量4300t,居世界第二.
根据中国工程院的专项调查和预测,我国2008年磁性材料的需求量:永磁铁
氧体15×104t,软磁铁氧体6×104t,稀土永磁8000—10000t.但是,目前我 国生产的磁性材料基本上是低性能水平的材料,与世界先进水平存在较大的
o 4 10-7 H m 1
b.方向:右手螺旋法则决定 c.电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回 路,必有一个磁矩,但自旋不能用电流回路 解释,因此,最好将自旋磁矩视为基本粒子 的固有磁矩。
1.1.2 磁化强度 M
磁极化强度
J
jm V
(Wb m 2 )
磁化强度
3、退磁场能量 指磁体在它自身的Hd 中所具有的能量
Fd 0 H d dM
0
M
0 NM dM 0 1 0 NM 2 2
M
对椭球体:
H d N x M xi N y M y j N z M z k 2 2 Fd 1 / 2 0 N x M x N y M y N z M z2 N x N y N z 1
磁学基础知识

磁现象及磁学物理量
pm
0 m
pe ql
pm qm l
m
iS
电偶极矩 磁偶极矩 磁矩
0 : 真空磁导率
4 107 H / m (SI )
1 (CGS)
磁化强度M 磁极化强度J
M
m
V
J
p
V
J 0M
(ESU)
kC kA c2
(EMU) 电流的定义式
CGS单位制(cm, g, s):高斯和韦伯发展起来
磁矩:emu(electric magnetic unit)
1emu 1Biot1cm2 10 A 1cm2 103 Am2
磁化强度M:高斯(G)
1G
1emu 1cm3
原子磁矩的来源: 电子自旋和电子运动
0
抗磁性
交换作用 拉莫尔进动
交换作用
交换作用是一种量子力学效应,
Eij 2Ji j Si S j
Ji j 称为交换积分
我们把这种交换作用等价为磁场Hm,称之为外斯分子场。
分子场的数量级大约在1000T左右! 交换作用是一种短程相互作用。
Ji j 0 铁磁性
(1 sin2 )
2
K sin2 c
一维纳米线:
K
0
M
2 s
2
Em
0
M
2 s
4
sin2
感生各向异性 磁场感生各向异性
应力感生各向异性
Ku
3 2
磁学基础知识

磁学基础知识一、磁性材料1.磁性:物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。
2.磁体:具有磁性的物体。
3.磁极:磁体上磁性最强的部分,分为南极和北极。
4.磁性材料:具有磁性的物质,如铁、镍、钴及其合金。
5.硬磁材料:一经磁化,磁性不易消失的材料,如铁磁性材料。
6.软磁材料:磁化后,磁性容易消失的材料,如软铁、硅钢等。
7.磁场:磁体周围存在的一种特殊的物质,它影响着磁体和铁磁性物质。
8.磁场线:用来描述磁场分布的假想线条,从磁南极指向磁北极。
9.磁感线:用来表示磁场强度和方向的线条,从磁南极出发,回到磁北极。
10.磁通量:磁场穿过某一面积的总量,用Φ表示,单位为韦伯(Wb)。
11.磁通密度:单位面积上磁通量的大小,用B表示,单位为特斯拉(T)。
三、磁场强度1.磁场强度:磁场对单位长度导线所产生的力,用H表示,单位为安培/米(A/m)。
2.磁感应强度:磁场对放入其中的导线所产生的磁力,用B表示,单位为特斯拉(T)。
3.磁化强度:磁性材料内部磁畴的磁化程度,用M表示,单位为安培/米(A/m)。
4.磁化:磁性材料在外磁场作用下,内部磁畴的排列发生变化,产生磁性的过程。
5.顺磁性:磁化后,磁畴的排列与外磁场方向相同的现象。
6.抗磁性:磁化后,磁畴的排列与外磁场方向相反的现象。
7.铁磁性:磁化后,磁畴的排列在外磁场作用下,相互一致的现象。
8.磁路:磁场从磁体出发,经过空气或其他磁性材料,到达另一磁体的路径。
9.磁阻:磁场在传播过程中遇到的阻力,类似于电学中的电阻。
10.磁导率:材料对磁场的导磁能力,用μ表示,单位为亨利/米(H/m)。
11.磁芯:具有高磁导率的材料,用于集中和引导磁场。
六、磁现象的应用1.电动机:利用电流在磁场中受力的原理,将电能转化为机械能。
2.发电机:利用磁场的变化在导体中产生电流的原理,将机械能转化为电能。
3.变压器:利用电磁感应原理,改变交流电压。
4.磁记录:利用磁性材料记录和存储信息,如硬盘、磁带等。
磁学知识点总结大全

磁学知识点总结大全磁学是物理学的一个重要分支,研究磁场和磁性材料的性质和现象。
磁学知识点广泛涉及磁场的产生、磁场的性质、磁性材料的性质和应用等方面。
本文将从这些方面对磁学知识点进行总结,以便读者更好地理解和掌握磁学知识。
1. 磁场的产生和性质磁场是指周围空间中存在的一种物理场,它由磁性物质产生,能够对其他磁性物质或运动电荷产生作用力。
磁场是由电流和磁性物质共同产生的,其中,电流是产生磁场的主要来源。
根据安培定理和毕奥-萨法尔定律,通过电流产生的磁场遵循着特定的规律,如安培环路定理和毕奥-萨法尔定律分别描述了磁场的环路积分和磁感应强度的数学关系。
此外,磁场还具有一些特性,如磁场线是磁场的可视化表示,它们呈现出从磁场强的地方指向磁场弱的地方的特定方向。
磁场还会对运动的电荷或磁性物质产生力矩和力,这些现象都与磁场的性质密切相关。
2. 磁性材料的性质和分类磁性材料是指在外磁场作用下能够产生磁化现象的材料,根据其磁化特性,可以将磁性材料分为铁磁性材料、铁磁性材料和顺磁性材料。
铁磁性材料是指在受到外磁场的作用下,磁化强度迅速增加的材料,如铁、镍、钴等;铁磁性材料是指在受到外磁场的作用下,磁化强度不断增加,而不饱和的材料,如金属合金等;顺磁性材料是指在受到外磁场的作用下,磁化强度增加但极其缓慢的材料,如铜、铝等。
此外,磁性材料还具有磁滞、铁磁、顺磁等特性,这些特性决定了磁性材料在应用中的不同性能和用途。
3. 磁场的应用磁场在生产生活中有着广泛的应用,例如磁铁、电磁铁、电磁感应、磁力传感器、磁共振成像等。
磁铁是一种将铁磁性材料永久磁化的物件,它具有磁性,能够吸引铁磁性材料,因此被广泛应用在各种物品中。
电磁铁是利用电流产生的磁场来吸引铁磁性物质的装置,它具有可调节磁场强度的特点,因此在电磁吸合、电磁打印、电磁加速器等方面有着广泛的应用。
电磁感应是指通过磁场和电磁感应定律产生的感应电动势来实现能量转换和控制的过程,如变压器、感应发电机等。
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引言•无论是电子技术、电力技术、通信技术、还是空间技术、计算技术、生物技术,乃至家用电器,磁学和磁性材料都是不可缺少的重要部分。
•从1902年P.塞曼和H.A.洛伦兹获得诺贝尔奖,到1998年华裔的崔琦先生获诺贝尔物理学奖,至少有24次诺贝尔奖得主在磁学领域作出了杰出的贡献;•公元前2500年我国已有磁性指南——司南的记载,其开创了人类对磁学和磁性材料研究的先河;•以磁科学进行研究的创始者当数吉尔伯特,后经安培、奥斯特、法拉第等人开创性的发现和发明,初步奠定了磁学科学的基础。
•从1900年到1930年,先后确立了金属电子论、顺磁性理论、分子磁场、磁畴概念、X射线衍射分析、原子磁矩、电子自旋、波动力学、铁磁性体理论、金属电子量子论、电子显微镜等相关的的理论。
从而形成了完整的磁学科学体系。
在此后的20~30年间,出现了种类繁多的磁性材料。
•我国的磁学前辈当数叶企孙(1924年从美国哈佛大学获博士学位回国)、施汝为先生(1931年在国内发表了第一篇磁学研究论文),现我国已有十余所高校、十几个研究所及几百个生产企业从事磁学研究、教学和生产。
磁性材料是电子功能材料中极其重要的一类,已成为现代工业和科学技术的支撑性材料之一;广泛应用于通信、自动化、电机、仪器仪表、广播电视、计算机、家用电器以及医疗卫生等领域,如各类变压器、电感器、滤波器、磁头和磁盘、各类磁体、换能器以及微波器件等;这类材料按其导电性差异,可分为金属和铁氧体磁性材料两大类;按其磁性能差异,又可分为软磁、永磁、旋磁、压磁以及磁光材料等类别。
•应用:精密的仪器仪表;电讯、电声器件;工业设备;控制器件;其它器件。
•作用原理利用永磁材料在给定的空间产生一定的磁场强度;利用永磁合金的磁滞特性产生转动矩,使电能转化为机械能。
•特点充磁后,去掉外磁场后仍可保留磁性。
•磁性材料是功能材料的重要分支;•磁性元器件具有转换、传递、处理信息、存储能量、节约能源等功能,•应用于能源、电信、自动控制、通讯、家用电器、生物、医疗卫生、轻工、选矿、物理探矿、军工等领域,尤其在信息技术领域已成为不可缺少的组成部分。
•信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能、数字化、智能化方向发展;要求磁性材料制造的元器件不仅大容量、小型化、高速度,而且具有可靠性、耐久性、抗振动和低成本的特点。
我国磁性材料的生产在国际上占有重要的地位.其中,永磁铁氧体的产量达1.1×105t,居世界首位;软磁铁氧体产量4×104t,居世界前列;稀土永磁产量4300t,居世界第二.根据中国工程院的专项调查和预测,我国2008年磁性材料的需求量:永磁铁氧体15×104t,软磁铁氧体6×104t,稀土永磁8000—10000t.但是,目前我国生产的磁性材料基本上是低性能水平的材料,与世界先进水平存在较大的磁性材料的研究和发展将主要集中在以下几个方面:(1)加强磁性材料的基础研究和应用基础研究.(2)改造和完善现有的磁性材料,提高其磁性能,优化制备工艺,降低生产成本.(3)发展新型的磁性材料,特别是纳米磁性材料纳米磁性材料是纳米材料中最早进入工业化生产的功能材料,应用广泛,性能优异,特别是在信息存储、处理与传输中占据重要地位,其基础研究和应用开发正方兴未艾.(4)加强研究、生产、应用三方面的结合,不断开拓磁性材料新的应用领域并促使其发展.第一章磁学基础知识1.1 静磁现象1.2 材料的磁化1.3 磁性和磁性材料分类1.1.1 磁矩a.磁铁(永磁体):方向性:N 、S 极不可分离性:磁力线:磁力线切线方向为磁场方向正磁极负磁极b.定义:磁体无限小时,体系定义为磁偶极子其磁偶极矩:方向:-m 指向+m 单位:Wb ∙m l j m m +m-m l1.1 静磁现象1.磁偶极子2.磁矩用环形电流描述磁偶极子:其磁矩:单位:A ∙m 2结论:a 二者的物理意义相同:表征磁偶极子磁性强弱与方向;但单位不同,公式有差异A μ i m =170mH 104-⋅⨯==-πμμo mm μj c .电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路,必有一个磁矩,但自旋不能用电流回路解释,因此,最好将自旋磁矩视为基本粒子的固有磁矩。
m μ i(电流)Ab.方向:右手螺旋法则决定1.1.2 磁化强度M 磁极化强度)(2-⋅∆=∑m Wb V mj J 磁化强度)m (A 1-⋅∆=∑V mμ M MJ j 0m 0m μμ=∴=μemu/g1kg m A 1emu/g(CGS)(SI)kg m A /11-21-2=⋅⋅⎩⎨⎧⋅⋅=⋅∆=∑d Vd M m μσ比饱和磁化强度均为描述空间任意一点的磁场参量(矢量)1、H :静磁学定义H 为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小,方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。
32141,,πμ=⋅⋅⋅==k r r m m k F m F H 其中 1.1.3 磁场强度H 与与磁感应强度B实际应用中,往往用电流产生磁场,并规定H 的单位在SI 制中,用1A 的电流通过直导线,在距离导线r =(1/2π)米处,磁场强度即为1A ∙m -1。
常见的几种电流产生磁场的形式为:(1)、无限长载流直导线:方向是切于与导线垂直的且以导线为轴的圆周(2)、直流环形线圈圆心:r 为环形圆圈半径,方向由右手螺旋法则确定。
(3)、无限长直流螺线管:n :单位长度的线圈匝数,方向沿螺线管的轴线方向rI H π=2r I H 2=nI H =2磁感应强度B往往确定磁场效应采用磁感应强度B ,而非H SI 制中,JH B H B M J B M H M H B +=+===+=+=000000,)(μμμμμμi i 则:令B 与H 平行,磁体内部,B 与H 不一定平行,JH B +=0μ单位:B :T 或Wb ∙m -2;H :A/m ;M :A/m ;J :Wb ∙m -2真空中,M =0 当H =107/4πA ∙m -1时,B =1THB 0μ=磁学量的单位制:使用Gauss 单位制时,此时,B 的单位为Gs ,H 的单位为Oe ,μ0=1G / O e 式中M 为磁极密度单位为Gs ,4πM 为磁通线的密度。
SI 制与Gauss 制间的转换B :1G=10-4TH :103A ∙ m -1=4π Oe ,103/4π A ∙ m -1=79.577A ∙ m -1=1 O eMH B π4+=iB H B +=0μ和磁矩:在Gauss 单位制中μ0=1G / O e ,则磁偶极矩与磁矩无差别,通称为磁矩,单位为电磁单位(e.m.u )1e.m.u(磁偶极矩)=4π ×10-10Wb ∙m1e.m.u(磁矩)=10-3A ∙ m 2磁化强度:Gauss 单位制中,磁极化强度(J )与磁化强度(M )相同,单位:G134A 10G 1T104G 1--⋅=⨯=m ::M J π1.1.4 磁化率与磁导率磁体置于外磁场中磁化强度M 将发生磁化。
HM H M ==χχ,χ称为磁体的磁化率,是单位磁场在磁体内感生的磁化强度,表征磁体磁化难易程度()HH H B M)H B 0001)((μχχμμ+=⋅+=∴+= 令:μ=(1+χ)=B/μ0H (相对磁导率)表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度。
单位:T ∙m/A 或H/mSI 制中,绝对磁导率:μ绝对=B/H ∴μ=μ绝对/ μ0注意:只有B 、H 、M 相互平行时,χμ为标量,否则为张量。
磁导率的不同定义:1、初始磁导率i μHB H i lim 001→⋅=μμ是磁中性状态(H =0,M =0)下磁导率的极限值,在弱场下使用时,μi 是一重要参数2、最大磁导率μmaxmax0max 1⎪⎭⎫ ⎝⎛μ=μH B 表征单位H 在磁体中感生出最大B 的能力。
一般而言磁性体的磁导率就是指这个参数。
3、振幅磁导率磁体在交变磁场(无直流磁场)中被磁化时,在一定振幅的磁场下,其磁感应强度也有一定振幅:a a a H B ⋅=01μμ它是(H 或B)的振幅的函数,其最大值称为最大振幅磁导率。
4、增量磁导率μΔ指磁体受直流电磁场H 0作用,在H 0上再叠加一个较小的交变磁场,此时磁体对于交变磁场的磁导率即为μΔ。
HB ∆∆μ=μ∆01aB μa5、可逆磁导率μrev ∆→∆=μμlim 0H rev 原因是在交变场作用下,B 、H 间有相位差。
所有磁导率的值都是H 的函数:6、复数磁导率'''~μμμi -=diff μm axμrevμo Hμ1、退磁场有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后,表面将产生磁极,从而使磁体内部存在与磁化强度M 方向相反的一种磁场,起减退磁化的作用,称为退磁场H d 。
H d 的大小与磁体形状及磁极强度有关。
若磁化均匀,则H d 也均匀,且与M 成正比:其中N 为退磁因子,只与磁体几何形状和尺寸有关。
非均匀磁化时还与磁性体磁导率有关。
1.1.5 退磁能H d =-NM2、简单几何形状磁体的退磁因子N对于旋转椭球体,三个主轴方向退磁因子之和:1=++c b a N N N 由此可求出:球体:N=1/3细长圆柱体:N a = N b = 1/2, N c = 0薄圆板体:N a = N b = 0, N c = 1ab c X Y Z3、退磁场能量指磁体在它自身的H d 中所具有的能量20000021NM M NM M H F μ=⋅μ=μ-=⎰⎰MMd d d d适用条件:磁体内部均匀一致,磁化均匀。
形状不同或沿不同的方向磁化时,F d 也不同,这种因形状不同而引起的能量各向异性的特征——形状各向异性。
即:F d 是形状各向异性能量。
()()()()20220202/14/16/1z d y x d d M F M M F M F μμμ=+==薄圆板片:细长圆柱体:球体:()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++++=++-=12/12220z y x z z y y x x d z z y y x x d N N N M N M N M N F k M N j M N i M N H μ 对椭球体:一、外磁场能θH m J 磁体由于本身的磁偶极矩J m 与H 间的相互作用,产生一力矩:+m F’=-m H F =m H-m θlH 1.1.5 静磁能θθθθsin sin sin 2sin 2mlH l F l F l F -=⋅-=⎪⎭⎫⎝⎛⋅+⋅-='L 负号表示力矩沿顺时针方向(逆时针方向为正)θ=00,L 最小,处于稳定状态θ≠0,L ≠0,不稳定,会使磁体转到与H 方向一致,这就要做功,相当于使磁体在H 中位能降低。
即:磁体在磁场中位能:Hj ⋅-==+-==-==⎰⎰c c mlH d mlH Ld W u )0(,cos sin 取θθθθ∴单位体积中磁位能(即磁场能量密度))J/m (cos 300θμμMH VV-=⋅-=⋅-=∆⋅-=∆=∑∑HM H J H j uF mθ=0,FH 最小θ=180o ,F H 最大1.2 材料的磁化磁性材料对外加磁场有明显的响应特征,状态随外加磁场强度而变化,可用磁化曲线与磁滞回线表征。