1、先說一下什么是磁疇
磁疇(Magnetic Domain):是指磁性材料內(nèi)部存在一個(gè)個(gè)小區(qū)域,每個(gè)區(qū)域內(nèi)部包含大量原子,這些原子就像一個(gè)個(gè)小磁鐵,但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同,這些小區(qū)域叫做磁疇。磁性材料內(nèi)部有很多磁疇,磁疇的磁矩方向各不相同,亂序排放,結(jié)果相互抵消,矢量和為零,換句話說這種磁性材料并不對外顯示磁性。如下圖所示:
當(dāng)磁性材料被磁化以后,磁性物質(zhì)內(nèi)部的磁疇規(guī)律排列,磁性材料對外顯示磁性。我們常見的磁鐵內(nèi)部的磁疇規(guī)律排列,整體表現(xiàn)具有磁性。
2、電感增加磁芯之后電感量為什么增大了?
沒有磁芯的通電螺線管,會(huì)在螺線管周圍形成一定磁場強(qiáng)度H(Magnetic field intensity)的磁場,如下所示,根據(jù)右手定則可以知道磁場方向。當(dāng)我們增大螺線管電流,磁場強(qiáng)度增大,減小電流磁場強(qiáng)度減小。
如果向此通電螺線管中插入磁芯,磁芯本身沒有磁性,磁芯插入后內(nèi)部的磁疇迅速被磁化,部分磁疇規(guī)律排列,磁芯表現(xiàn)出一定的磁場強(qiáng)度M。兩個(gè)磁場之和我們稱之為磁感應(yīng)強(qiáng)度B(magnetic flux intesity)如下圖所示,電感等于磁通量除以電流,磁感性強(qiáng)度增加了,磁通量增加了,電感量就增加了。
3、什么是磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度
磁場強(qiáng)度:在物理上沒有實(shí)際意義,是科學(xué)家們最開始研究磁學(xué)的一個(gè)假設(shè),表征一定距離下的磁針感受的力學(xué)強(qiáng)度,它的單位是安培/米。這里可以理解為通電螺線管產(chǎn)生的磁場,和磁芯產(chǎn)生的磁場沒有關(guān)系。
磁感應(yīng)強(qiáng)度:磁場內(nèi)的磁芯中的磁疇除了受到磁場強(qiáng)度H的作用之外,還受到內(nèi)部的磁化磁場M的作用,磁感應(yīng)強(qiáng)度B就是磁場H和磁場M的總和。在磁芯內(nèi)部 B=μ0(H+M),μ0為真空的磁導(dǎo)率。因此磁感應(yīng)強(qiáng)度才是真正的“磁場強(qiáng)度”。
4、磁滯回線
以上就是大家經(jīng)常見到的磁滯回線圖,橫坐標(biāo)磁場強(qiáng)度H,縱坐標(biāo)磁感應(yīng)強(qiáng)度B,上面講了H是單一通電螺線管產(chǎn)生的磁場,B是通電螺線管產(chǎn)生的磁場和磁芯磁化產(chǎn)生的磁場總強(qiáng)度。如果最開始磁芯處于磁中性,對外不顯現(xiàn)磁性,當(dāng)螺線管中通電以后,隨著電流增大,磁感性強(qiáng)度B沿著虛線1逐漸上升至M點(diǎn),達(dá)到M點(diǎn)時(shí),磁芯內(nèi)部的磁疇基本上全部磁化,即使再增大電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度也不會(huì)明顯增大了,也就是電感飽和了。當(dāng)電流逐漸減小至0,也就是H減小到0后,磁芯內(nèi)部的磁疇不能全部歸位,少量磁疇仍然規(guī)律排列,磁芯呈現(xiàn)弱磁性,即為磁滯現(xiàn)象,剩余的磁場強(qiáng)度稱之為Br。當(dāng)電流反向增大,磁感應(yīng)強(qiáng)度歸零,此時(shí)反向磁場強(qiáng)度-Hc稱為矯頑力,繼續(xù)反向增大H,會(huì)沿著曲線3逐漸到達(dá)N點(diǎn),這時(shí)候H反向減小,磁感應(yīng)強(qiáng)度沿著曲線4到達(dá)-Br,仍然有磁滯現(xiàn)象,再增大正向H,到達(dá)Hc點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度歸零,最后到達(dá)M點(diǎn)。形成一個(gè)完整的磁滯回線。
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