磁体基本知识
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磁体磁场知识点一、认识磁体1.磁性:物体具有吸引_____、_____、______等物质的性质,就说此物体具有磁性2.磁体:有磁性的物体叫做________。
磁体可分为____ ___磁体和__ ___磁体。
3.磁极:磁体上___________的部分叫做磁极。
注:任何磁体都有个磁极,一个叫______,也叫极;一个叫_______,也叫极。
磁体具有指向_________的性质。
__________就是根据磁体的指向性原理工作的。
南极(S极):。
北极(N极):。
4.磁极之间的作用规律:同名磁极互相_______,异名磁极相互________.5.磁化:______________________________________________________________.磁化后不能保留磁性的物质叫做_______磁性物质,磁化后能够保留磁性的物质叫做___磁性物质。
我们常用_____制造永磁体。
二、用小磁针探究磁体周围的磁场1.磁场:是一种______、_______的特殊物质,它是_____存在的。
磁体间的相互作用是通过传递的。
磁场的基本性质....就是对放入其中的磁体产生磁的作用。
2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的______会产生______的作用。
磁场具有方向性,物理学中规定,小磁针静止后,小磁针极的指向为点的磁场方向。
3.磁场的方向:规定小磁针______时,_____极的指向就是该点的磁场方向。
▲活动:用小磁针探究磁体周围的磁场现象:在磁体周围不同的位置放上很多小磁针,不同位置小磁针的指向不同说明:磁场中不同位置的磁场方向是________(填“相同”或“不同”)【我们怎样知道磁体周围更多点的磁场方向?】▲活动:用铁屑探究磁体周围的磁场现象:用铁屑代替小磁针探究条形磁体(蹄形磁体、同名磁极、异名磁极间)的磁场。
归纳。
引入磁感线:形象地描述空间磁场分布和方向的曲线。
1.磁感线的方向:在磁体外部,磁感线从磁体_____极出发回到磁体_____极。
磁的基本概念和现象一、磁的概念1.磁性:物质具有吸引铁、镍、钴等磁性材料的性质。
2.磁体:具有磁性的物体,如条形磁铁、蹄形磁铁、磁针等。
3.磁极:磁体上磁性最强的部分,分为北极(N极)和南极(S极)。
4.磁性方向:磁极之间的相互作用方向,由南极指向北极。
5.磁铁的极性:磁铁的两端分别具有南极和北极,磁铁的极性由其内部微观结构决定。
6.磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
7.磁力线:用来描述磁场分布的线条,磁力线从北极指向南极,形成闭合曲线。
8.磁场:磁力线分布的空间区域,磁场强度和方向在不同位置有所不同。
9.磁通量:磁场穿过某个面积的总量,用Φ表示,单位为韦伯(Wb)。
10.磁感应强度:磁场对磁性物质产生的磁力作用,用B表示,单位为特斯拉(T)。
11.磁化:磁性物质在外磁场作用下,内部磁矩排列趋向于一致的过程。
12.磁化强度:磁性物质磁化的程度,用M表示。
13.磁滞现象:磁性物质在反复磁化过程中,磁化强度与磁场强度之间的关系不完全一致的现象。
14.磁阻:磁场对磁性物质运动产生的阻碍作用。
三、磁场的测量与表示1.磁场强度:用符号H表示,单位为安培/米(A/m)。
2.磁感应强度:用符号B表示,单位为特斯拉(T)。
3.磁通量密度:用符号B表示,单位为特斯拉(T)。
4.磁力线密度:表示单位面积上磁力线的数量,用来描述磁场的强弱。
四、磁场的应用1.磁悬浮:利用磁场间的相互作用,使物体悬浮在磁场中,实现无接触运行。
2.磁记录:利用磁性材料记录信息,如磁盘、磁带、磁卡等。
3.磁共振成像:利用磁场和射频脉冲对人体进行无损检测的技术。
4.磁性材料:应用于电机、发电机、变压器、磁悬浮列车等领域。
五、磁场的相关定律1.奥斯特定律:电流所产生的磁场与电流强度成正比,与距离的平方成反比。
2.法拉第电磁感应定律:闭合电路中的感应电动势与磁通量的变化率成正比。
3.安培环路定律:闭合回路中的磁场与电流元之和成正比,与回路长度成反比。
关于磁的知识点关键信息项1、磁的定义与基本概念磁的定义:____________________________磁体与磁极:____________________________磁场的概念:____________________________2、磁力与磁场的性质磁力的大小与方向:____________________________磁场的强度与方向:____________________________磁场线的特征:____________________________3、磁的产生方式天然磁体的形成:____________________________电流产生磁场:____________________________电磁感应现象:____________________________4、磁的应用领域电动机与发电机:____________________________磁悬浮技术:____________________________磁共振成像(MRI):____________________________5、磁材料与磁存储常见的磁材料:____________________________磁存储的原理与发展:____________________________11 磁的定义与基本概念磁是一种物理现象,表现为物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
磁体是具有磁性的物体,它具有两个磁极,即北极(N 极)和南极(S 极)。
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
磁场是磁体周围存在的一种特殊物质,它对放入其中的磁体或电流有力的作用。
磁场是有方向的,通常规定小磁针北极在磁场中所受磁力的方向为该点的磁场方向。
111 磁力与磁场的性质磁力的大小与磁极的强度、磁极间的距离以及磁场的强弱有关。
磁力的方向由磁极的极性和相对位置决定。
磁场的强度用磁感应强度来表示,单位是特斯拉(T)。
磁场的方向可以用磁感线来描述,磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线的切线方向表示磁场的方向。
磁的基础知识简答题以下是关于磁的基础知识的10个简答题:什么是磁场?答:磁场是磁体周围存在的一种特殊物质,它能对放入其中的磁体产生磁力作用。
描述一下磁感线是什么?答:磁感线是描述磁场分布而假想的曲线,在磁场中画一些曲线,使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同,这样的曲线叫做磁感线。
什么是磁性材料?答:磁性材料是指能够吸引铁、钴、镍等物质的材料,具有磁性的材料称为磁性材料。
什么是电磁铁?它是如何工作的?答:电磁铁是一个通过电流产生磁场的装置。
当电流通过绕在铁芯上的线圈时,线圈产生磁场,铁芯被磁化并大大增强了磁场强度。
电磁铁和永久磁体有什么区别?答:电磁铁需要电流才能产生磁场,而永久磁体则具有自发的磁场。
电磁铁的磁场可以通过改变电流的方向或大小来控制,而永久磁体的磁场是固定的。
什么是电磁感应?答:电磁感应是指当一个导体回路在变化的磁场中运动时,会在回路中产生电动势或电流的现象。
这是发电机和变压器等电气设备的工作原理。
描述一下地磁场是如何影响指南针的?答:地球本身就是一个巨大的磁体,具有地磁场。
指南针的指针(通常是磁针)受到地磁场的作用而指向北方。
什么是电流的磁效应?答:电流的磁效应是指电流能够产生磁场的现象。
这是由奥斯特在1820年发现的,是电和磁之间关系的重要基础。
列举一些日常生活中利用磁性的应用?答:日常生活中,我们经常利用磁性。
例如,用磁铁吸附铁钉或铁屑,用指南针确定方向,用扬声器播放声音(扬声器中有磁铁和线圈),以及用磁共振成像(MRI)进行医学检查等。
磁悬浮列车是如何利用磁性的?答:磁悬浮列车利用的是磁斥力原理。
在列车底部和轨道上安装强大的电磁铁,当列车接近轨道时,电磁铁产生的相同极性磁场相互排斥,使列车悬浮在轨道上方一定高度。
然后,列车通过电磁力驱动前进,实现无接触、低摩擦的高速运行。
《磁是什么》知识清单一、磁的基本概念磁,这个看似神秘的现象,其实在我们的日常生活中无处不在。
简单来说,磁是一种物理现象,它表现为物体能够吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质。
从微观角度来看,磁是由原子中的电子运动产生的。
电子围绕原子核旋转,同时自身也在自旋,这两种运动都会产生微小的电流,从而形成微小的磁矩。
在大多数物质中,这些磁矩的方向是杂乱无章的,所以整体上不表现出磁性。
但在磁性材料中,这些磁矩会在一定条件下排列整齐,从而表现出宏观的磁性。
二、磁体与磁极磁体是指具有磁性的物体。
常见的磁体有永磁体和电磁体。
永磁体,如磁铁,能够长期保持磁性;电磁体则是通过电流来产生磁性,当电流消失,磁性也随之消失。
磁体具有磁极,通常分为北极(N 极)和南极(S 极)。
同极相斥,异极相吸,这是磁体的基本特性。
就像两块磁铁的 N 极靠近会相互排斥,而 N 极和 S 极靠近则会相互吸引。
三、磁场磁场是磁体周围存在的一种特殊物质,虽然我们看不见、摸不着,但它却对放入其中的磁性物体产生力的作用。
我们可以通过磁力线来形象地描述磁场的分布。
磁力线从 N 极出发,回到 S 极,且磁力线越密集的地方,磁场强度越大。
磁场的强度用磁感应强度来表示,单位是特斯拉(T)。
磁场的方向与磁力线的切线方向相同。
四、磁的应用1、指南针指南针是利用地磁场来指示方向的工具。
地球本身就是一个巨大的磁体,其磁场的北极位于地理南极附近,磁场的南极位于地理北极附近。
指南针的磁针在地球磁场的作用下会发生偏转,从而为人们指明方向。
2、电动机电动机是将电能转化为机械能的装置,其工作原理基于磁场对电流的作用。
通过在磁场中放置通电导体,导体受到力的作用而运动,从而带动机械部件工作。
3、发电机发电机则是将机械能转化为电能的设备,它利用电磁感应原理,通过导体在磁场中运动产生感应电流。
4、磁悬浮列车磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,使列车悬浮在轨道上,减少了摩擦力,从而能够高速运行。
物理九年级上册知识点磁磁是一种特殊的物质,它具有吸引铁、钢等磁性材料的能力。
在物理九年级上册中,我们学习了与磁有关的多个知识点,接下来将对这些知识点进行一一介绍。
1. 磁的性质磁的主要性质包括吸引性、磁性和方向性。
首先,磁具有吸引铁、钢等磁性物体的特性。
当一个磁体靠近铁、钢等物体时,它们会相互吸引,表现出吸引性。
其次,磁也具有磁性,即磁可以“传染”给其他物体,使它们也具备磁性。
最后,磁的方向性指的是磁有南极和北极之分。
相同方向的磁极之间会相互排斥,而不同方向的磁极之间则会相互吸引。
2. 磁的种类磁根据来源可分为天然磁和人工磁。
天然磁是指直接存在于自然界中的磁体,最典型的例子是自然磁石,如磁铁矿石。
人工磁是指通过特殊处理制备的磁体,最常见的人工磁是永磁体和电磁体。
3. 磁场磁体周围存在着一个磁场。
磁场是一种特殊的物理场,用来描述磁的作用范围。
磁场的单位是特斯拉(T)。
在磁场中,磁感线是用来表示磁场强度和方向的虚拟线条,指向磁南极的方向。
磁感线的形状可以通过使用磁细铁粉或散铁丝的实验方法观察得到。
4. 磁力磁力是磁体对其他磁性物体施加的吸引力或排斥力。
磁力的大小和方向由磁的特性和磁场决定。
按照“同性相斥,异性相吸”的原则,相同磁极之间会相互排斥,而不同磁极之间则会相互吸引。
磁力的大小与磁体的性质和距离有关。
5. 磁的应用磁在我们日常生活中有着广泛的应用。
其中最常见的应用就是制作磁铁和电磁铁。
磁铁被广泛应用于家庭用品、电子产品和工业设备等领域,如冰箱门上的磁吸门封、扬声器中的磁铁等。
电磁铁由电磁线圈和磁性材料组成,通过通电来产生磁场,可以用于杂物吸附、电磁铁门、电磁铁制动器等应用。
总结起来,物理九年级上册的磁学知识点主要包括磁的性质、磁的种类、磁场、磁力以及磁的应用等内容。
通过对这些知识的学习,我们可以更好地理解和应用磁的特性,为后续的学习打下坚实的基础。
以上就是关于物理九年级上册知识点磁的介绍,希望对你有所帮助!。
磁是什么1.物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性.2.具有磁性的物体叫磁体.3.磁体的分类:(1)根据形状可分为条形、蹄形、针形等(2)根据来源可分为:天然磁体和人造磁体。
(3)根据磁性保持时间长短可分为:软磁体和硬(永)磁体4.磁体上磁性最强的部分叫做磁极,一个磁体具有2个磁极,它们分别是磁南极(S)和磁北极(N).5.磁极间的相互作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引.6.使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化.铁被磁化后磁性很容易消失,称为软磁体;钢被磁化后,磁性能够长时间保存,称为硬(永)磁体.7. 磁场:(1)磁体的周围存在着一种物质,物理学中把这种物质命名为“磁场”(2)磁体的周围存在着磁场,磁体间的相互作用是通过磁场而发生的.磁场的基本性质是:对于放入其中的磁体产生磁力的作用.(3)磁场的方向:放在磁场中某点的小磁针,静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向.8.磁感线:为了形象地表示磁场的情况,在磁场中画一些有方向的曲线,使曲线上任何一点的方向(切线方向)都跟放在该点的小磁针北极一致,这样的曲线叫做磁感线.特点:(1)磁感线是一种假想的曲线(2)磁感线有无数条(3)磁感线是立体的(4)每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交。
(5)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,即磁感线疏的地方磁场较弱,磁感线密的地方磁场较强。
(6)磁体外部的磁感线是从磁体北极出来,回到磁体的南极,内部是从南极到北极。
(7)磁感线有方向.磁感线上任何一点的方向都跟小磁针放在该点时N极指向一致.磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。
9.在磁场中的某一点,小磁针北极所受磁力的方向与该点的磁场方向相同,南极所受磁力的方向与该点的磁场方向相反.10.地磁场:(1)能在水平面内自由转动的小磁针静止时,总是一端指南,一端指北,这是因为受到地磁场的作用.(2)地球本身是一个巨大的磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理的北极附近.(3)我国宋代科学家沈括是世界上第一个清楚地、准确地论述磁偏角的科学家.。
九年级磁体与磁场的知识点磁体与磁场是九年级物理学习中的重要知识点,对于理解磁性物质的特性以及应用具有重要意义。
下面将介绍磁体与磁场的基本概念和主要性质。
一、磁体的基本概念磁体是指具有一定磁性的物体,具有吸引铁、镍、钴等物质的特性。
常见的磁体有永磁体和临时磁体两种。
1. 永磁体:永磁体是指在常温下能够保持长久磁性的物体。
它可以是天然磁矿如磁铁矿等,也可以是人工制造的磁性材料。
2. 临时磁体:临时磁体是指在外界磁场的作用下才表现出磁性,失去外界磁场后失去磁性的物体。
临时磁体包括钢铁和其他带有磁性物质的物体。
二、磁场的基本概念磁场是指存在于磁体周围的物理量,它具有磁力和磁场线两个基本特征。
1. 磁力:磁场会对其他带磁性物质的物体产生力的作用。
磁力的大小与物体在磁场中的位置以及磁场的强度有关。
当两个磁体相互靠近或相互远离时,它们之间会产生相互作用的磁力。
2. 磁场线:磁场线是表示磁场强弱和方向的一种图示方式。
在磁体周围,磁场线会形成闭合的曲线,表现出从磁南极到磁北极的方向。
通过磁场线的密集程度可以表示磁场的强弱,而磁场线的形状则表示磁场的方向。
三、磁体与磁场的相互作用磁体与磁场之间存在着相互作用的关系,具体表现为磁体在磁场中的受力和自身的磁场对周围物体的影响。
1. 磁体在磁场中的受力:当磁体置于磁场中时,它会受到磁场力的作用。
磁体的北极会受到磁场的引力而向磁场中心运动,而磁体的南极会受到磁场的斥力而远离磁场中心。
磁体在磁场中的受力与磁场的强度和磁体的位置有关。
2. 磁体的磁场对周围物体的影响:磁体自身的磁场会对周围的物体产生影响。
当两个磁体相互靠近时,它们之间会产生相互作用的磁力,产生吸引或排斥的效果。
此外,磁场对电流也有影响,当电流通过导线时,会在周围产生磁场,形成电磁感应现象。
四、磁体与磁场的应用磁体与磁场的相互作用在生活中具有广泛的应用,在工业和科学领域起着重要的作用。
1. 电磁铁:电磁铁是一种由电流通过时产生磁场的磁体,可以通过控制电流的大小来控制磁体的磁性。
磁学基础知识一、磁性材料1.磁性:物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。
2.磁体:具有磁性的物体。
3.磁极:磁体上磁性最强的部分,分为南极和北极。
4.磁性材料:具有磁性的物质,如铁、镍、钴及其合金。
5.硬磁材料:一经磁化,磁性不易消失的材料,如铁磁性材料。
6.软磁材料:磁化后,磁性容易消失的材料,如软铁、硅钢等。
7.磁场:磁体周围存在的一种特殊的物质,它影响着磁体和铁磁性物质。
8.磁场线:用来描述磁场分布的假想线条,从磁南极指向磁北极。
9.磁感线:用来表示磁场强度和方向的线条,从磁南极出发,回到磁北极。
10.磁通量:磁场穿过某一面积的总量,用Φ表示,单位为韦伯(Wb)。
11.磁通密度:单位面积上磁通量的大小,用B表示,单位为特斯拉(T)。
三、磁场强度1.磁场强度:磁场对单位长度导线所产生的力,用H表示,单位为安培/米(A/m)。
2.磁感应强度:磁场对放入其中的导线所产生的磁力,用B表示,单位为特斯拉(T)。
3.磁化强度:磁性材料内部磁畴的磁化程度,用M表示,单位为安培/米(A/m)。
4.磁化:磁性材料在外磁场作用下,内部磁畴的排列发生变化,产生磁性的过程。
5.顺磁性:磁化后,磁畴的排列与外磁场方向相同的现象。
6.抗磁性:磁化后,磁畴的排列与外磁场方向相反的现象。
7.铁磁性:磁化后,磁畴的排列在外磁场作用下,相互一致的现象。
8.磁路:磁场从磁体出发,经过空气或其他磁性材料,到达另一磁体的路径。
9.磁阻:磁场在传播过程中遇到的阻力,类似于电学中的电阻。
10.磁导率:材料对磁场的导磁能力,用μ表示,单位为亨利/米(H/m)。
11.磁芯:具有高磁导率的材料,用于集中和引导磁场。
六、磁现象的应用1.电动机:利用电流在磁场中受力的原理,将电能转化为机械能。
2.发电机:利用磁场的变化在导体中产生电流的原理,将机械能转化为电能。
3.变压器:利用电磁感应原理,改变交流电压。
4.磁记录:利用磁性材料记录和存储信息,如硬盘、磁带等。
磁学基础知识点总结磁学是物理学中的一个重要分支,研究磁场以及物体的磁性。
在我们日常生活和科学研究中,磁学都扮演着重要的角色。
本文将对一些磁学的基础知识点进行总结,并帮助读者更好地了解磁学的重要概念和原理。
磁学的起源可以追溯到古代中国和希腊,人们对磁性的现象有所了解。
然而,真正的磁学研究始于17世纪,当时一位名叫吉尔伯特的荷兰物理学家系统地研究了磁性现象,并提出了很多关键概念。
以下是一些关于磁学的重要知识点。
1. 磁性物质磁性物质是指能够被磁场所吸引或排斥的物质。
按照磁场的来源,磁性物质分为两类:一类是天然磁性物质,如铁、镍和钴等,它们本身具有永久磁性;另一类是人工磁性物质,如磁铁和电磁铁等,它们需要外界磁场的激励才能表现出磁性。
磁性物质在工业、电子、医学等领域具有广泛的应用。
2. 磁场磁场是指物体周围的磁力场。
磁场由磁体产生,它具有方向和磁力线。
磁力线描述了磁场的方向和强度,通常由北极和南极之间的连续曲线组成。
磁场的强度可以通过磁感应强度来衡量,单位是特斯拉(T)。
磁场的特性对磁性物质的行为产生重要影响。
3. 磁矩磁矩是一个物体产生磁场的特性。
一个物体的磁矩与其磁性相互关联,可以通过入侵法或其他实验方法进行测量。
磁矩的大小和方向与物体的磁性和形状有关,通常用磁偶极矩(Am²)来表示。
磁矩在磁学中是一个重要的概念,用于解释磁场和磁性物质之间的相互作用。
4. 磁力磁力是磁场对物体施加的力。
根据洛伦兹力定律,当带电粒子在磁场中运动时,它们会受到磁场力的作用。
磁力的大小和方向取决于物体带电量、速度和磁场的性质。
磁力广泛应用于电机、电磁铁和其他磁性装置中。
5. 磁感应强度磁感应强度是磁场对物体施加的力的衡量。
磁感应强度与磁场的强度和物体所受力的大小有关。
它可以用于描述磁极附近的磁场强度,也是定义万斯特林强度和高斯计等磁学仪器的参数。
6. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁现象的基本方程,它们将电场和磁场联系在一起,构成了电磁学的理论基础。
什么叫磁场强度(H)1820年,丹麦科学家奥斯特(H. C. Oersted)发现通有电流的导线可以使其附近的磁针发生偏转,从而揭示了电与磁的基本关系,诞生了电磁学。
实践表明:通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比,与离开导线的距离成反比。
定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/(2?)米远处的磁场强度为1A/m(安/米,国际单位制SI);在CGS单位制(厘米-克-秒)中,为纪念奥斯特对电磁学的贡献,定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处的磁场强度为1Oe(奥斯特),1Oe=1/(4?)?103A/m。
磁场强度通常用H表示。
永磁材料的主要磁性能指标是:剩磁(Jr, Br)、矫顽力(bHc)、内禀矫顽力(jHc)、磁能积(BH)m。
我们通常所说的永磁材料的磁性能,指的就是这四项。
永磁材料的其它磁性能指标还有:居里温度(Tc)、可工作温度(Tw)、剩磁及内禀矫顽力的温度系数(?, ?)、回复导磁率(?rec.)、退磁曲线方形度(?rec., Hk/jHc)、高温减磁性能以及磁性能的均一性等。
除磁性能外,永磁材料的物理性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等;机械性能则包括维氏硬度、抗压(拉)强度、冲击韧性等。
此外,永磁材料的性能指标中还有重要的一项,就是表面状态及其耐腐蚀性能。
现代磁学研究表明:一切磁现象都起源于电流。
磁性材料也不例外,其铁磁现象是起源于材料内部原子的核外电子运动形成的微电流,亦称分子电流。
这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。
因为每一个微电流都产生磁效应,所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。
定义在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子产生的最大力矩为磁偶极矩pm,每单位材料体积内磁偶极矩的矢量和为磁极化强度J,其单位为T(特斯拉,在CGS单位制中,J的单位为Gs,1T=104Gs)。
定义一个磁偶极子的磁矩为pm/?0,?0为真空磁导率,每单位材料体积内磁矩的矢量和为磁化强度M,其SI单位为A/m,CGS单位为Gs(高斯)。
M与J的关系为:J=?0M,在CGS单位制中,?0=1,故磁极化强度与磁化强度的值相等;在SI单位制中,?0=4??10-7H/m(亨/米)。
什么叫磁感应强度(B)理论与实践均表明,对任何介质施加一磁场H时(该磁场可由外部电流或外部永磁体提供,亦可由永磁体对永磁介质本身提供,由永磁体对永磁介质本身提供的磁场又称退磁场---关于退磁场的概念,见9 Q),介质内部的磁场强度并不等于H,而是表现为H与介质的磁极化强度J之和。
由于介质内部的磁场强度是由磁场H通过介质的感应而表现出来的,为与H区别,称之为介质的磁感应强度,记为B:B=?0H+J (SI单位制)(1-1)B=H+4?M (CGS单位制)磁感应强度B的单位为T,CGS单位为Gs(1T=104Gs)。
对于非铁磁性介质如空气、水、铜、铝等,其磁极化强度J、磁化强度M几乎等于0,故在这些介质中磁场强度H与磁感应强度B相等。
由于磁现象可以形象地用磁力线来表示,故磁感应强度B又可定义为磁力线通量的密度,磁感应强度B和磁通密度B在概念上可以通用。
什么叫剩磁(Jr,Br),为什么在永磁材料的退磁曲线上任意测量点的磁极化强度J值和磁感应强度B值必然小于剩磁Jr和Br值永磁材料在闭路状态下经外磁场磁化至饱和后,再撤消外磁场时,永磁材料的磁极化强度J和内部磁感应强度B并不会因外磁场H的消失而消失,而会保持一定大小的值,该值即称为该材料的剩余磁极化强度Jr和剩余磁感应强度Br,统称剩磁。
剩磁Jr和Br的单位与磁极化强度和磁感应强度单位相同。
根据关系式(1-1)可知,在永磁材料的退磁曲线上,磁场H为0时,Jr=Br,磁场H为负值时,J与B 不相等,便分成了J-H和B-H二条曲线。
从关系式(1-1)还可以看到,随着反向磁场H的增大,B从最大值Br=Jr变化到0,最后为负值,对于现代永磁材料,B退磁曲线的变化规律往往为直线;J退磁曲线的变化规律则不同:随着反向磁场H的增大,B值线性减小,由于B值的减小量总是大于或等于反向磁场H的增大量,故在J退磁曲线上的一定区域内可以保持相对平直的直线,但其J值总是小于Jr。
什么叫矫顽力(bHc),什么叫内禀矫顽力(jHc)?在永磁材料的退磁曲线上,当反向磁场H增大到某一值bHc时,磁体的磁感应强度B为0,称该反向磁场H值为该材料的矫顽力bHc;在反向磁场H= bHc时,磁体对外不显示磁通,因此矫顽力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力。
矫顽力bHc是磁路设计中的一个重要参量之一。
值得注意的是:矫顽力bHc在数值上总是小于剩磁Jr。
因为从(1-1)式可以看到,在H= bHc处,B=0,则?0 bHc =J,上面已经说明,在J退磁曲线上任意点的磁极化强度值总是小于剩磁Jr,故矫顽力bHc在数值上总是小于剩磁Jr。
例如:Jr =12.3kGs的磁体,其bHc不可能大于12.3kOe。
换句话说,剩磁Jr在数值上是矫顽力bHc的理论极限。
当反向磁场H= bHc时,虽然磁体的磁感应强度B为0,磁体对外不显示磁通,但磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和往往并不为0,也就是说此时磁体的磁极化强度J在原来的方向往往仍保持一个较大的值。
因此,bHc还不足以表征磁体的内禀磁特性;当反向磁场H增大到某一值jHc时,磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和为0,称该反向磁场H值为该材料的内禀矫顽力jHc。
内禀矫顽力jHc是永磁材料的一个非常重要的物理参量,对于jHc远大于bHc的磁体,当反向磁场H 大于bHc但小于jHc时,虽然此时磁体已被退磁到磁感应强度B反向的程度,但在反向磁场H撤消后,磁体的磁感应强度B仍能因内部的微观磁偶极矩的矢量和处在原来方向而回到原来的方向。
也就是说,只要反向磁场H还未达到jHc,永磁材料便尚未被完全退磁。
因此,内禀矫顽力jHc是表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应,以保持其原始磁化状态能力的一个主要指标。
矫顽力bHc和内禀矫顽力jHc的单位与磁场强度单位相同。
什么叫磁能积(BH)m在永磁材料的B退磁曲线上(二象限),不同的点对应着磁体处在不同的工作状态,B退磁曲线上的某一点所对应的Bm和Hm(横坐标和纵坐标)分别代表磁体在该状态下,磁体内部的磁感应强度和磁场的大小,Bm和Hm的绝对值的乘积(BmHm)代表磁体在该状态下对外做功的能力,等同于磁体所贮存的磁能量,称为磁能积。
在B退磁曲线上的Br点和bHc点,磁体的(BmHm)=0,表示此时磁体对外做功的能力为0,即磁能积为0;磁体在某一状态下(BmHm)的值最大,表示此时磁体对外做功的能力最大,称为该磁体的最大磁能积,或简称磁能积,记为(BH)max或(BH)m。
因此,人们通常都希望磁路中的磁体能在其最大磁能积状态下工作。
磁能积的单位在SI制中为J/m3(焦耳/立方米),在CGS制中为MGOe(兆高奥斯特),4??10 J/m3=1MGOe。
随着温度的升高,由于物质内部基本粒子的热振荡加剧,磁性材料内部的微观磁偶极矩的排列逐步紊乱,宏观上表现为材料的磁极化强度J随着温度的升高而减小,当温度升高至某一值时,材料的磁极化强度J降为0,此时磁性材料的磁特性变得同空气等非磁性物质一样,将此温度称为该材料的居里温度Tc。
居里温度Tc只与合金的成分有关,与材料的显微组织形貌及其分布无关。
在某一温度下永磁材料的磁性能指标与室温相比降低一规定的幅度,将该温度称为该磁体的可工作温度Tw。
由于磁性能的这一降低幅度需要视该磁体的应用条件及要求而定,因此,所谓的磁体的可工作温度Tw对于同一磁体来说是一个待定值,也就是说,同一永磁体在不同的应用场合可以有不同的可工作温度Tw。
显然,磁性材料的居里温度Tc代表着该材料的理论工作温度极限。
事实上,永磁材料的实际可工作Tw远低于Tc。
例如,纯三元的Nd-Fe-B磁体的Tc为312?C,而其实际可工作Tw通常不到100?C。
通过在Nd-Fe-B合金中添加重稀土金属以及Co、Ga等元素,可显著提高Nd-Fe-B磁体的Tc和可工作Tw。
值得注意的是,任何永磁体的可工作Tw不仅与磁体的Tc有关,还与磁体的jHc等磁性能指标、以及磁体在磁路中的工作状态有关。
当磁体处在动态工作条件下时,外部反向磁场H或磁体内部的退磁场Hd呈周期性变化,此时如图2所示的工作点D亦呈周期性往复变化,定义在磁体的B退磁曲线上工作点D往复变化的轨迹为磁体的动态回复线,该线的斜率为回复导磁率?rec.。
显然,回复导磁率?rec.表征了磁体在动态工作条件下的稳定性,它也是永磁体的B退磁曲线方形度,因此它是永磁体的一个重要的磁特性指标之一。
对于Nd-Fe-B烧结磁体,B退磁曲线为直线且bHc约等于Br,其回复导磁率?rec.等于B退磁曲线的斜率且?rec.=1.03~1.10。
?rec越小,磁体在动态工作条件下的稳定性就越好。
值得注意的是,若磁体的B退磁曲线不是直线,则磁体的回复导磁率?rec.在不同工作点就有不同的值,此时如何把磁体设计在最稳定的工作状态,就显得非常重要。
定义磁体的J退磁曲线上,J=0.9Jr时的反向磁场大小为Hk,Hk/jHc可以直观地表示磁体的J退磁曲线方形度。
对于具有高jHc的Nd-Fe-B烧结磁体,jHc远远大于bHc,当反向磁场大于bHc但小于jHc 时,相应的B退磁曲线已进入第三象限。
由(1-1)式可知,此时若磁体的J退磁曲线仍为直线,则相应第三象限的B退磁曲线亦保持直线,此时磁体的?rec仍保持较小值,在反向外磁场撤消后,磁体的工作点仍能恢复到原来的位置。
因此,Hk/jHc也是永磁体的一个重要的磁特性指标之一,它和?rec一样,表征了磁体在动态工作条件下的稳定性。
金属磁性材料分为几大类,它们是如何划分的金属磁性材料分为永磁材料、软磁材料二大类。
通常将内禀矫顽力大于0.8kA/m的材料称为永磁材料,将内禀矫顽力小于0.8kA/m的材料称为软磁材料。
什么叫Nd-Fe-B永磁体,它分几大类Nd-Fe-B永磁体是1982年发现的迄今为止磁性能最强的永磁材料。
其主要化学成分为Nd(钕)、Fe (铁)、B(硼),其主相晶胞在晶体学上为四方结构,分子式为Nd2Fe14B(简称2:14:1相)。
除主相Nd2Fe14B外,Nd-Fe-B永磁体中还含有少量的富Nd相、富B相等其它相。
其中主相和富Nd 相是决定Nd-Fe-B磁体永磁特性的最重要的二个相。
今天,Nd-Fe-B永磁体已广泛应用于计算机、医疗器械、通讯器件、电子器件、磁力机械等领域。
Nd-Fe-B磁体分为烧结和粘结二大类。
通常的Nd-Fe-B烧结磁体是用粉末冶金方法制造的各向异性致密磁体;而通常的Nd-Fe-B粘结磁体是用激冷的方法获得微晶粉末,每个粉末内含有多个Nd-Fe-B微晶晶粒,再用聚合物或其它粘结剂将粉末粘结成大块磁体,因而通常的Nd-Fe-B粘结磁体是非致密的各向同性磁体。