一般铁磁材料的磁导率

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1、一般铁磁材料的磁导率李呈祥,,在一般电工和电磁理论的教科书中对铁磁材料磁导率的阐述往往含混不清特别对各,。类常用的磁导率也不甚区分致使在实践中引起错误木文拟着爪阐述在一般文献或工程技术中‘,
亏遇到的几种磁导率及各自的适用范围。一磁化曲线和磁滞回线,,我们知道大多数物质的磁效应都是很微弱的但以铁为代表的一类物质其磁性却很强,,,过渡族元素钻,,,,,铁和其叫铁磁质其中包括元素铁镍稀土族元素礼滴钦迩有。,它金属或非金属的某些合金等铁磁物质的基本磁矩主要来源于电子的自旋磁矩而轨道磁拒基。本上是无贡献的由于铁磁质中存在磁滞现象!的变化滞后于∀的变化使得铁磁物,质的磁化规律更加复杂磁感应强度!

2、或磁化强度#对于磁场强度∀的依赖关系不仅不,。,是线性的而且也不是单值的这种关系通常是用实验方法测定把,待测的磁性材料作成一个闭合环如图一上面均匀地绕满导线形成一个以该铁磁,,一∃一不,%材料为磁芯的螺绕环当导线中通以电流时环内磁场强度∀&为螺绕环的安一’’‘’‘’’’’‘‘’‘’’‘‘’’‘’”’∋‘”‘∋““一一“一“一‘丝琴∋一一”一一一一(兀),。。匝数)为环的平均半径环内的磁感强度!可用一个接在冲击电流计上的次级线圈来测量,,,,如果磁芯最初是处在磁中性状态∗+,∀二−!一−则由此状态出发∀缓慢地单调地增加,可测出一条一∀,!曲线如图二中的./!01曲线这一条从未磁化到饱和磁

3、化的曲线“”。,叫做该谈磁材科的起始磁化曲线又称原始磁化曲线继续上述实验再使∀单调地缓,,‘‘‘,“慢地减小这样反复磁化一周就得一条如图中所示的闭合曲线2)03)43称为磁”。滞回线严格说来要重复上述实验十多个周期后才能得到闭合的对称的磁滞回线,如将磁场强度∀的循环范围一次次逐渐缩小则可得到一系列一个小于一个并夸在一起一、的,“二磁滞回线如图三这些磁滞回线的顶点所描出的饥迹图二中−01曲线称为
‘‘”又称华木磁化曲线戎,,,均磁化曲线妇日磁化曲线又称正5丫磁化曲线它与起始磁化曲浅。几乎相玉合二常见的几种磁导率当铁,,磁材料中有磁场存在时它就被磁化对不同的铁磁材料其磁化的强弱难易

4、程度各,于是就用磁导率砰不相同来描述铁磁材料的这种,。6,,性质定义。一一。&式中“是磁感应强度影单位是“”,,特斯拉∀是磁场强度单位是。“’,安7米协是真空磁导率等于8二又9−亨7米。件是介质的相对磁导率无量纲与图二中的磁滞回线相对应的#随∀的变化曲,,线如图四由图可见在∀∋.处“显然是无限大,,另方面当!一−时林一−在这些情况下的磁导,率“都没有什么实际意义应该在它有意义的范围,。内例如由其它磁化曲线上面来讨论“:9;正常磁导率件直流平均磁导率在实验上足够精确地,来测定原始磁化曲线是很复杂的通常是用一定方法测定正常磁化,,故曲线各种铁磁材料都有确定的正常磁化曲线有关参考书和手

5、册中所列的磁化曲线一般也,,都指正常磁化曲线在电磁机构的工程计算中就是根据基木磁化曲线来进行计算的因为。,它能说明该种铁磁材料的特性正由于这样所以一般规定铁磁材料的磁导率“是从正常磁,,。化曲线求得由定义。一可见。的数值等于由原点至“正常磁化曲线该点连线的斜率这影“”“”。样定义的磁导率有的书上称为正常磁导率或直流平均磁导率因为正常磁化曲线是,磁滞回线族顶点的连线故其上每一点的卜也就是以该点为顶点的那个磁滞回线二顶点连线。。的斜率如图五中<。。线抖率所以称直流平均磁导率,一当然也可由起始磁化曲线上来讨论。定义起始磁导率。卜二,,和最大磁导率但在工程设计中所指的铁磁材料的磁导率“,,一般都

6、指由正常磁化曲线定义的卜其原因已如上所述也有的书就从起始磁化曲线定义林所谓起始磁导率件是指∀一−日,‘的卜值,它是磁化曲线庄原点。处切线的斜率实验时对软磁材料一般在−=−9奥时测,,定卜是个很重要的参数在软磁材料中它标志着在弱磁场,在中产生高的磁感应强度的能力以软磁材料为敏感元件的电讯,卜‘设备中选择尽量大的值当然还应考虑稳定性等其它要。。求以提高对弱讯号的灵敏度我们曾参予测过一些铁镍系软磁合金的件值如曾测过卜
产,,。>,?≅牌号其相对起始磁导率。为(Α−−−9ΒΑ2的。为29(−−左右口前囚产铁镍系软磁合金的“。件有的可达(−,,,=另外砰也有一最大值记为“称为最大磁导率它是由原

7、点引向磁化曲线各氛的直线。,中斜率最大的那条线的斜率协也是一个重要参数在一般强电情况下使用的电器或工作在,,大讯号条件下的器件都选择材料有高的。值我们曾测得>,?≅牌号的相对最大磁呀率为一。,Δ。Χ(Α−−−目前有的超坡英合金其相对最大磁导率可高达9−或更高一些Χ≅:(少微分磁学率及增量磁导率微分磁导率是,,正常磁化曲线上各点切线的斜率但由于磁滞现象故曲线上升段的微商,故有两个定∃与其下降段的微商并不相等义!、了、(9微