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1、太原理工大学物理系 9-3 铁磁质 铁磁质基本特点： （1）相对磁导率不是常数，随外磁场的变化，且 r 1. （3）在外磁场的作用下能产生很强的附加磁场. （4）具有磁滞现象. 铁磁质： 铁、钴、镍、镝等物质 （2） BH不具有简单的线性关系. 码 辟 匙 锤 瘦 腕 蛹 惕 在 宴 幽 混 沫 雕 赠 件 吏 邵 微 洁 哎 技 哎 摧 楼 蝗 铆 冤 亩 躇 赂 戒 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 0 5 10 15 20 磁强计磁强计 A 测量H 测量B的探
2、头 （霍尔元件） 电阻 换 向 开 关 电流表 螺绕环 铁环 狭缝 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式 可得到H 一、实验曲线 1.实验装置 界 摸 湿 尊 化 宛 猖 咸 蔽 框 鼠 霉 籽 从 张 硅 特 蘸 偏 茁 才 盗 喀 靶 淋 喳 彝 蔡 勾 矮 兹 嘱 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 2、起始磁化曲线 oA段：随H增大，B缓慢 增大； AB段：随H增大，B急剧 增大(亦正比) BC段：随H增大，B几乎 不增大达磁饱和. 根据 ，可以求出不同
3、H值对应的 r值，由此可见铁磁质BH显著的非线性特点。 与S对应的HS称饱和磁场强度，相应的BS称饱 和磁感应强度。 OH A C B S BH关系曲线 渣 低 毖 喻 摹 匣 童 吟 炮 辰 潞 远 盼 奥 打 扣 炼 郎 栽 瞒 威 埋 碎 酞 建 敲 竭 赁 馋 照 挠 休 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 铁磁质的磁化曲线 缺 已 褪 褒 侗 仆 啸 崎 西 阿 海 婚 祥 劲 弱 莱 讽 剐 源 决 弛 赴 锄 眩 警 献 烹 咀 萤 帖 楚 靖 太 原
4、理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 3、磁滞回线 a b c H=HS H=0 H=-Hc(矫顽力) B=BS B=Br(剩磁) B=0 d e f a H=-HS H=0 H=Hc B=-BS B=-Br B=0 B的变化总落后于H的 变化，称磁滞现象。 BH关系： 非线性,非单值. -Hc d Hc -Bre f Br c b B H a O 文 弧 笑 抑 篇 者 蝎 署 绽 仕 答 逝 吝 蕊 们 雪 裹 冷 署 讣 级 鄙 雁 侮 荔 辩 仅 钓 条 飘 拢 钞 太
5、 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 4、磁畴 磁畴：铁磁质中存在的自发磁化的小区域(线度 10-4m)。 一个磁畴中约有10121015个原子。 铁磁质中起主要作用的是电子的自旋磁矩。磁 畴中的电子的自旋磁矩可以不靠外磁场而取得 一致的方向。 厚 鲤 塌 法 疵 遏 卸 沛 禹 磊 鲸 卫 研 拌 花 鸦 刁 二 圾 程 塌 牲 胃 澄 绢 管 忍 喜 穿 安 杖 肖 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理
6、 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 在没有外磁场作用时，磁体体内磁矩排列杂乱， 任意物理无限小体积内的平均磁矩为零。 加外磁场后，磁畴转向磁畴体积变化 . 尿 往 吃 蔓 铁 匀 玛 秦 酪 捞 汛 酸 贷 硬 增 藕 地 卖 寞 漓 净 赞 怕 涂 娜 吻 傲 妇 伐 勋 屎 差 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 5、磁滞损耗 铁磁质在交变磁场中反复磁化，该过程中能量的 损失叫做磁滞损耗。 原因：磁畴反复变向时，由磁畴壁摩擦引起。 大小：
7、磁滞损耗正比于磁滞回线面积 6、居里温度(居里点） 铁磁质具有临界温度Tc。在Tc以上，铁磁性完全消 失而成为顺磁质，其原因是由于高温导致磁畴瓦解 。Tc称为居里温度或居里点。不同的铁磁质有不同 的居里温度Tc。纯铁：770C，纯镍：358C。 赁 候 解 彻 地 吃 唬 舵 怪 氏 但 轨 慨 怂 技 旦 供 阁 瞅 钻 叫 簧 恨 鞍 元 萤 钦 司 捞 貌 败 诊 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 B H O B H O 软磁材料矫顽力很小，磁滞 回线窄，所围
8、的面积小，磁 滞损耗小。 软磁材料如纯铁、硅钢、坡莫合金 、铁氧体等材料，适用于交变磁场 中，常用作变压器、继电器、电动 机、电磁铁和发动机的铁芯。 硬磁材料矫顽力大，剩磁大、磁 滞回线宽，所围的面积大，磁滞 损耗大。 7、铁磁质分类 窿 汲 泻 事 起 钝 秧 其 囱 频 昆 眠 丽 蜜 快 秀 扑 追 巾 拒 烈 溺 困 秘 澡 参 冲 疗 霓 萧 悉 珠 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太原理工大学物理系 硬磁材料如碳钢、钨钢、铝镍钴合金等材料。 磁化后能保持很强的磁性，适用于制成各种类型的 永久磁铁。 矩磁材料的磁滞回线接近于矩形，特点是剩磁 Br接近饱和值BS。 B H O 压磁材料具有较强的磁致 伸缩效应，常用于制造超声波 发生器。 当矩磁材料在不同方向的外磁场磁化后，总 是处于 和 两种剩磁状态，可作电子计算机 的“记忆”元件。 笔 材 呀 拷 恩 象 喷 毫 吏 疼 屠 深 柏 袜 巴 亚 歧 帖 矮 乌 胯 蒋 衷 诣 克 脉 铰 扁 卸 靖 沏 秽 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质 太 原 理 工 大 学 物 理 李 孟 春 - 9 - 3 铁 磁 质