磁粉检测-2.物理基础课件.ppt

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1、磁粉检测第二章物理基础1第二章物理基础1、磁现象和磁场1.1磁的基本现象中国是世界上最先发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家。早在战国时期就有关于天然磁性材料（如磁铁矿）的记载。11世纪就发明了制造人工永磁材料的方法。1086年《梦溪笔谈》记载了指南针的制作和使用。1099～1102年有指南针用于航海的记述，同时还发现了地磁偏角的现象。注意地磁场的南极（S极）、北极（N极）与地球地理位置的关系。2第二章物理基础1.1.1磁的基本概念（1）磁铁能够吸引磁性材料的性质叫磁性。凡能够吸引其它铁磁性材料的物体叫磁体，磁体两端磁性特别强的区域称为磁极。（2）将条形磁铁悬挂起来，水平方向指向地球北的

2、一端为北极，用N表示，指南的一端为南极，用S表示。磁体同性相斥，异性相吸。每个磁体都有N极和S极。（圆环磁体除外）3第二章物理基础1.1.2磁力磁极间相互排斥和相互吸引的力称为磁力。磁力的大小和方向是可以测定的，同一个磁体两个磁极的磁力大小相等，但方向相反。磁性定律----两个磁极间的磁力与两个磁极强度的乘积成正比，而与它们之间距离的平方成反比。4第二章物理基础1.2磁场与磁感应线①磁场:具有磁力作用的空间.存在于被磁化物体或通电导体的内部和周围,是由运动电荷形成的。②磁场的特征:是对运动电荷(或电流)具有作用力,在磁场变化的同时也产生电场。③磁场的显示:磁场的大小、方向和分布情况,可以

3、利用磁感应线来表示。5第二章物理基础④磁力线的用途（假想的磁感应线）假想的，用于形象地描述磁场的大小、方向和分布情况。磁感应线的疏密程度反映磁场的大小。在磁力线密的地方磁场大，在磁力线稀的地方磁场小，磁感应线在每点的切线方向代表磁场的方向,磁力线上每点的切线方向与该点的磁场方向一致。6第二章物理基础⑤磁感应线的特性:（1）磁感应线是连续的具有方向性的闭合曲线。在磁体内是由S极到N极；在磁体外,磁感应线是由N极出发，穿过空气进入S极的闭合曲线（2）磁感应线互不相交；（3）磁感应线可描述磁场的大小和方向；（4）磁感应线沿磁阻最小的路径经过；·同性磁极相斥,因同性磁极间间磁力线有互相排挤的倾向

4、；·异性磁极相吸,因异性磁极间磁感应线有缩短长度的倾向7第二章物理基础⑥磁力线图像：磁力线形貌异性相吸同性相斥8第二章物理基础1.2.1圆周磁场马蹄形磁铁具有N极和S极。磁铁外部,磁感应线从N极出发穿过空气进入S极;磁铁内部,磁感应线从S极到N极闭合,它的两极能吸引铁磁性材料。漏磁场的形成⑴磁极间距变小形成的漏磁场:将磁铁弯曲,使两磁极靠得很近,如图2-2b所示,磁感应线离开N极,穿过空气重新进入S极,产生漏磁场。9第二章物理基础⑵裂纹两侧形成的漏磁场:将磁铁两端再弯曲,使两极熔合成圆环,如图2-2c所示,此时磁铁内既无磁极又不产生漏磁场,因而不能吸引铁磁性材料,但在磁铁内包容了一个圆周

5、磁场或已被周向磁化。如果已周向磁化的零件存在与磁感应线垂直的裂纹,则在裂纹两侧立即产生N极和S极,形成漏磁场,漏磁场能强烈地吸附磁粉形成磁痕,显示出裂纹缺陷。有裂纹处漏磁场分布及磁痕显示如图2-1d所示10第二章物理基础1.2.2纵向磁化将马蹄形磁铁校直为条形磁铁,则其两端是N极和S极。条形磁铁的两极能强烈地吸附磁粉,说明该条形磁铁已被纵向磁化,如图2-3a所示。磁粉检测的基础如果磁感应线被不连续性或裂纹阻断而在其两侧形成N极和S极,则会产生漏磁场,如图2-3b和图2-3c所示,吸附磁粉形成磁痕,从而显示出不连续性或裂纹；11第二章物理基础图2-3用条形磁铁描述纵向磁化a)马蹄形磁铁被校

6、直成条形磁铁b)带机加工槽c)带纵向裂纹12第二章物理基础1.3真空中的恒定磁场1.3.1磁感应强度B电流(运动电荷)的周围存在磁场,人们利用磁感应强度B来定量的描述磁场的特性。磁感应强度B的定义：将原来不具有磁性的铁磁性材料放入外加磁场内,便得到磁化,它除了原来的外加磁场外,在磁化状态下铁磁性材料本身还产生一个感应磁场,这两个磁场叠加起来的总磁场,称为磁感应强度B。13第二章物理基础说明：由于历史的原因，与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B，而另一辅助量却被称为磁场强度H，名实不符，容易混淆。通常所谓磁场，均指的是B。14第二章物理基础（1）磁感应强度B为矢量,其方

7、向为该点处小磁针N极的方向,可以用右手螺旋法则来确定。（2）单位：N·s/(C·m),即N/(A·m)(SI),称为特斯拉T；另一个单位是高斯,用Gs表示,换算关系为lT=104Gs（3）B在数值上等于垂直于磁场方向长1m，电流为1A的导线所受磁场力的大小（4）磁场方向即磁感应强度的方向，判定方法是放入检验小磁针北极所受磁场力的方向，也是小磁针稳定平衡时的方向。15第二章物理基础（5）可以用磁感应线来描绘磁场的分布在任何磁场中,每一