第3章 3.4—3.5磁化与磁路.ppt

3.43.4物质的磁化现象物质的磁化现象磁化磁化 是指使原来不具有磁性的是指使原来不具有磁性的物质物质 获得磁性的过获得磁性的过程程.在磁场作用下，磁介质将产生在磁场作用下，磁介质将产生磁化磁化现象。现象。在外磁场作用下，呈现出明显磁性的物质称为磁在外磁场作用下，呈现出明显磁性的物质称为磁介质。介质。一、物质的磁化一、物质的磁化2.2.物质的磁化现象物质的磁化现象物质的磁化现象物质的磁化现象 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。显示磁性，称这些小区域为磁畴。显示磁性，称这些小区域为磁畴。显示磁性，称这些小区域为磁畴。在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁化。即磁化。即磁化。即磁性物质能被磁化。磁性物质能被磁化。磁性物质能被磁化。磁性物质能被磁化。磁磁磁磁畴畴畴畴外外外外磁磁磁磁场场场场 在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁磁磁磁畴畴畴畴二、磁化的两个概念：二、磁化的两个概念：v1.剩磁：剩磁：v当在磁化的外界磁场消失时，有些磁介质所当在磁化的外界磁场消失时，有些磁介质所获的磁性还获的磁性还未未完全消失，这时磁介质中所完全消失，这时磁介质中所保保留留的磁感应强度称为剩磁感应强度的磁感应强度称为剩磁感应强度Br。v2.矫顽力：矫顽力：v使磁化至技术饱和的使磁化至技术饱和的永磁体永磁体的的B（磁感应强（磁感应强度）降低至度）降低至零零所需要的所需要的反向磁场强度反向磁场强度称为磁称为磁感矫顽力感矫顽力三、铁磁材料的分类和用途三、铁磁材料的分类和用途v（1）软磁材料v剩磁弱，矫顽力小。在较弱的外磁场的作用下，能产生较强的磁感应强度，且随外界磁场的增强，很快达到磁饱和状态。v在外界磁场去掉后，它的磁性就基本消失了，常用来制作电动机，变压器，电磁铁的铁芯。2.硬磁材料v硬磁材料的特点是矫顽力大，剩磁强，这类材料在外磁场的作用下，不容易产生较强的磁感应强度。v 在外界磁场去掉后，能在较长时间内保持较强的磁性，这种材料主要用于制造永磁铁，在测量仪表，仪器，永磁电机及通信装置中应用广泛。v常用的硬磁材料有 钨钢，铬钢，镍铝，镍钴等合金。3.矩磁材料：v这种磁性材料在很小的外磁场作用下就能 磁化，一经磁化便达到饱和值，去掉外磁，磁性仍能保持饱和值，根据这一特点，矩磁材料主要用来做记性性元件。如计算机中存储器的磁芯。3.5 磁路一、磁路的概念一、磁路的概念 磁路磁路：在电工设备中，常采用导磁性能良好的铁磁材料做成一定形状的铁心，给绕在铁心上的线圈通以较小的励磁电流，就会在铁心中产生很强的磁场。相比之下，周围非磁性材料中的磁场就显得非常弱，可以认为磁场几乎全部集中在铁心所构成的路径内。这种由铁心所限定的磁场称为磁路。常见的几种电气设备的磁路所示。主磁通：主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过,这部这部分磁通称为主磁通。分磁通称为主磁通。漏磁通：漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通。磁通称为漏磁通。主磁路主磁路：主磁通所通过的路径。漏磁路漏磁路：漏磁通所通过的路径。励磁线圈励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线 圈。励磁电流励磁电流：励磁线圈中的电流电流：直流:直流磁路 v v v 交流:交流磁路v 例如:变压器v 二、磁路欧姆定律v 由铁磁材料制成的一个理想磁路（无漏磁）如图所示，若线圈通过电流I，则在铁心中就会有磁通通过。v 图6-2 铁磁材料的理想磁路v实验表明，铁心中的磁通与通过线圈的电流I、线圈匝数N以及磁路的截面积S成正比，与磁路的长度l成反比，还与组成磁路的铁磁材料的磁导率成正比，即v v上式在形式上与电路的欧姆定律（I=E/R）相似，被称为磁路欧姆定律。磁路中的磁通对应于电路中的电流；磁动势F=NI反映通电线圈励磁能力的大小，对应于电路中的电动势；磁阻 对应于电路中的电阻，是表示磁路材料对磁通起阻碍作用的物理量，反映磁路导磁性能的强弱。v磁阻“磁动势”/磁通量v磁通量总是形成一个闭合回路，但路径与周围物质的磁阻有关。它总是集中于磁阻最小的路径。空气和真空的磁阻较大，而容易磁化的物质，例如软铁，则磁阻较低。v对于铁磁材料，由于不是常数，故Rm也不是常数。因此，式(6-1)主要被用来定性分析磁路，一般不能直接用于磁路计算图6-2 铁磁材料的理想磁路v 对于由不同材料或不同截面的几段磁路串联而成的磁路，如有气隙的磁路，磁路的总磁阻为各段磁阻之和。由于铁心的磁导率比空气的磁导率0大许多倍，故即使空气隙的长度l0很小，其磁阻Rm仍会很大，从而使整个磁路的磁阻大大增加。若磁动势F不变，则磁路中空气隙越大，磁通就越小；反之，如线圈的匝数N一定，要保持磁通不变，则空气隙越大，所需的励磁电流I也越大。