上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：(1)在外磁场的作用下能产生很强的附加磁场。Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出把未磁化的均匀铁磁质做成环形作为螺线管芯把未磁化的均匀铁磁质做成环形作为螺线管芯螺螺绕环，如图：绕环，如图：线圈中通入电流线圈中通入电流( (励磁电流励磁电流) )后，铁磁质就被磁化。后，铁磁质就被磁化。 n为为线线圈圈单单位位长长度度匝匝数数，根根据据有有介介质质时时的的安安培培环路定理，当励磁电流为环路定理，当励磁电流为I时，环内的磁场强度：时，环内的磁场强度：一、磁化曲线和磁滞回线一、磁化曲线和磁滞回线05101520磁通计磁通计A上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 铁铁芯芯中中的的B由由磁磁通通计计上上的的次次级级线线圈圈测测出出，这这样样，通通过过改改变变励励磁磁电电流流，可可得得到到对对应应的的一一组组B和和H的的值值，从从而而给给出出一一条条关关于于试试样样BH 的的关关系系曲曲线线称称为为磁化曲线。磁化曲线。OHACBS05101520磁通计磁通计A上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出测测得得B与与H的的对对应应关关系系如如图图所示：所示： 随随H的的增增大大，B先先缓缓慢慢增增大大( (OA段段) )，然然后后迅迅速速增增大大( (AB段段) )，过过B点点过过后后，B又又缓慢增大缓慢增大( (BC段段) )。 从从S开开始始，B几几乎乎不不随随H的的增增大大而而增增大大，介介质质的的磁磁化化达达到到饱饱和和。与与S对对应应的的HS S称称饱饱和和磁磁场场强强度度，相相应应的的BS S称饱和磁感应强度。称饱和磁感应强度。 根根据据 ，可可以以求求出出不不同同H值值对对应应的的 值值， 可见可见 值为变值。值为变值。 与与H 的关系如上图虚线所示。的关系如上图虚线所示。OHACBS上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 当当铁铁磁磁质质达达到到饱饱和和状状态态后后，缓缓慢慢地地减减小小H，铁铁磁磁质质中中的的B并并不不按按原原来来的的曲曲线线减减小小，并并且且H=0=0时时，B不不等等于于0 0，具具有有一一定定值值，这这种现象称为种现象称为剩磁剩磁。 要要完完全全消消除除剩剩磁磁Br，必必须须加加反反向向磁磁场场，当当B=0=0时时磁磁场场的的值值Hc为铁磁质的为铁磁质的矫顽力矫顽力。磁滞回线磁滞回线B BH HedcOafbB BH 当当反反向向磁磁场场继继续续增增加加，铁铁磁磁质质的的磁磁化化达达到到反反向向饱饱和和。反反向向磁磁场场减减小小到到零零，同同样样出出现现剩剩磁磁现现象象。不不断断地地正正向向或或反反向向缓缓慢慢改改变变磁磁场场，磁磁化化曲曲线线为为一一闭闭合合曲线曲线磁滞回线磁滞回线。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出二、二、 磁畴磁畴单晶磁畴结构示意图单晶磁畴结构示意图多晶磁畴结构示意图多晶磁畴结构示意图 在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子的自旋磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到子的自旋磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域称为饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域称为磁畴。磁畴。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出单晶磁畴结构示意图多晶磁畴结构示意图 在没有外磁场作用时在没有外磁场作用时，每个磁畴中磁矩取向一致每个磁畴中磁矩取向一致，但不同磁畴中磁矩取向各不相同，整个磁体，但不同磁畴中磁矩取向各不相同，整个磁体平均磁平均磁矩为零，宏观上不显磁性矩为零，宏观上不显磁性。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 在外磁场作用下在外磁场作用下，磁矩与外磁场同方向排列时磁矩与外磁场同方向排列时的磁能将低于磁矩与外磁反向排列时的磁能，结果的磁能将低于磁矩与外磁反向排列时的磁能，结果是自发磁化磁矩和外磁场成小角度的磁畴处于有利是自发磁化磁矩和外磁场成小角度的磁畴处于有利地位，这些地位，这些磁畴体积逐渐扩大磁畴体积逐渐扩大，而自发磁化磁矩与而自发磁化磁矩与外磁场成较大角度的外磁场成较大角度的磁畴体积逐渐缩小磁畴体积逐渐缩小。随着外磁随着外磁场的不断增强，取向与外磁场成较大角度的场的不断增强，取向与外磁场成较大角度的磁畴全磁畴全部消失部消失，留存的磁畴将向外磁场的方向旋转，以后留存的磁畴将向外磁场的方向旋转，以后再继续增加磁场，所有磁畴都沿外磁场方向整齐排再继续增加磁场，所有磁畴都沿外磁场方向整齐排列，这时列，这时磁化达到饱和磁化达到饱和。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 当外磁场逐渐减弱到零时，已被磁化的铁磁体内当外磁场逐渐减弱到零时，已被磁化的铁磁体内的各个磁畴由于受到阻碍它们转向的摩擦阻力，不能的各个磁畴由于受到阻碍它们转向的摩擦阻力，不能恢复到磁化前的状态，从而使磁体内部保留了部分磁恢复到磁化前的状态，从而使磁体内部保留了部分磁性，表现为剩磁。性，表现为剩磁。 磁畴的结构和形状已可磁畴的结构和形状已可以通过实验手段观察到，图以通过实验手段观察到，图示为磁畴结构的显微照片示为磁畴结构的显微照片 高温和振动去磁高温和振动去磁：通过分子热运动或振动，破坏：通过分子热运动或振动，破坏了磁体中磁畴的规则排列。了磁体中磁畴的规则排列。 铁磁体在交变磁化磁场铁磁体在交变磁化磁场的作用下，它的形状随之改的作用下，它的形状随之改变，叫做变，叫做磁致伸缩效应磁致伸缩效应。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出BHO 矫矫顽顽力力很很小小( (Hc102Am-1) )，磁磁滞滞回回线线窄窄，所所围围的的面面积积小小，磁磁滞滞损损耗耗小小，易易磁化，也易退磁。磁化，也易退磁。 适用于交变磁场中，常用作变压器、继适用于交变磁场中，常用作变压器、继电器、电动机、电磁铁和发电机的铁芯。电器、电动机、电磁铁和发电机的铁芯。软磁材料软磁材料三、三、 磁性材料的分类磁性材料的分类 根据材料磁滞回线的不同，可将材料分为根据材料磁滞回线的不同，可将材料分为软磁材软磁材料料和和硬磁材料。硬磁材料。 当铁磁材料在交变磁场的作用下反复磁化时，由于当铁磁材料在交变磁场的作用下反复磁化时，由于磁体内分子状态的不断改变，分子振动加剧导致磁体发磁体内分子状态的不断改变，分子振动加剧导致磁体发热，温度升高，损耗了磁化电流的能量。这种在反复磁热，温度升高，损耗了磁化电流的能量。这种在反复磁化过程中能量的损失叫化过程中能量的损失叫磁滞损耗。磁滞损耗。磁滞回线所围的面积磁滞回线所围的面积越大，磁滞损耗也越大。软磁材料磁滞损耗较小。越大，磁滞损耗也越大。软磁材料磁滞损耗较小。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出B BH HO 矫矫顽顽力力大大，剩剩磁磁大大、磁磁滞滞回回线线宽宽，所围的面积大，磁滞损耗大。所围的面积大，磁滞损耗大。硬磁材料硬磁材料 软磁材料有金属的，也有非金属铁氧软磁材料有金属的，也有非金属铁氧体材料。后者在信息技术和电子技术中有体材料。后者在信息技术和电子技术中有重要、广泛的用途。重要、广泛的用途。 矩矩磁磁材材料料的的磁磁滞滞回回线线接接近近于于矩矩形形，特点是剩磁特点是剩磁Br接近饱和值接近饱和值BS S。 当当矩矩磁磁材材料料在在不不同同方方向向的的外外磁磁场场磁磁化化后后，总总是是处处于于 和和 两两种种剩剩磁磁状状态态，可可作作电电子子计计算算机机的的“记记忆忆”元件。元件。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出磁屏蔽磁屏蔽 用软磁材料（如坡莫合金）用软磁材料（如坡莫合金）做成的做成的闭合空腔，闭合空腔，由于空腔的磁由于空腔的磁导率比外界大得多，绝大部分磁导率比外界大得多，绝大部分磁感线从空腔壁内通过，而不会有感线从空腔壁内通过，而不会有外磁场进入腔内，达到磁屏蔽的外磁场进入腔内，达到磁屏蔽的目的。目的。 硬硬磁磁材材料料如如碳碳钢钢、钨钨钢钢、铝铝镍镍钴钴合合金金等等材材料料。磁磁化化后后能能保保持持很很强强的的磁磁性性，适适用用于于制制成成各各种种类类型型的的永久磁铁。永久磁铁。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出选择进入下一节选择进入下一节 8-0 教学基本要求教学基本要求 8-1 恒定电流恒定电流 8-2 磁感应强度磁感应强度 8-3 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律 8-4 稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理 8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动 8-6 磁场对载流导线的作用磁场对载流导线的作用 8-7 磁场中的磁介质磁场中的磁介质 8-8 有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理 磁场强度磁场强度*8-9 铁磁质铁磁质