磁感线的疏密定性地描述了磁场在空间的分布情况。磁通是定量地描述磁场在一定面积的分布情况的物理量。通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁感线的总数,叫做通过该面积的磁通量,简称磁通,用字母表示。磁通的国际单位制单位Wb(韦伯)。 当面积一定时,通过该面积的磁通越大,磁场就越强。 2. 磁感应强度
磁感应强度是定量地描述磁场中各点的强弱和方向的物理量。与磁场方向垂直的单位面积的磁通,叫做磁感应强度,也称磁通密度,用字母B表示。磁感应强度的国际单位制单位T(特斯拉)。在匀强磁场中,磁感应强度与磁通的关系可以用公式表示为 式中:
B B——匀强磁场的磁感应强度,国际单位制单位T(特) S ——与B垂直的某一截面积上的磁通,国际单位制单位Wb(韦伯)
S——与B垂直的某一截面面积,国际单位制单位㎡(平方米) 3. 磁导率
磁导率就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量,用字母表示,国际单位制单位H/m(亨每米)。不同的媒介质有不同的磁导率。实验测定,真空的磁导率是一个常数,用表示,即 为了便于比较各种物质的导磁性能,我们把任一物质的磁导率与真空磁导率比值称为相对磁导率,用表示,即
7410H/m0它表明在其他条件相同的情况下, 相对磁导率只是一个比值,媒介质的磁感应强度是真空中的
多少倍。
4. 磁场强度 r0计算比较复杂。为方便计算,引入磁场强度这个新 磁场中各点的磁感应强度B与磁导率有关,
的物理量来表示磁场的性质,用字母H表示。磁场中某点的磁场强度等于该点的磁感应强度B与媒介质的磁导率的比值,用公式表示为
B或 H 磁场强度的国际单位制单位A/m(安每米)。BH5. 磁路
磁通所经过的路径叫做磁路。为了使磁通集中在一定的路径上来获得较强的磁场,常常把铁磁材料制成一定形状的铁心(铁磁材料的磁导率高),构成各种电器设备所需的磁路。如图所示,其中(a)图为无分支磁路,(b)图为分支磁路。
磁路
利用铁磁材料可以尽可能地将磁通集中在磁路中,但是与电路比较,漏磁现象比漏电现象严重得多。全部在磁路内部闭合的磁通叫做主磁通。部分经过磁路周围物质的闭合磁通叫做漏磁通。如选用电磁铁、变压器等铁芯材料时应尽可能让全部磁通通过铁芯截面。
在下图中,当线圈中通以电流后,大部分磁通沿铁心、衔铁和工作气隙构成回路,这部分磁通
就是主磁通。还有一小部分磁通,它们没有经过工作气隙和衔铁,而经空气自成回路,这部分磁通就是漏磁通。
二、铁磁物质的磁化 1.物质分类
根据磁导率的大小不同,可将物质分成三类:略大于1的物质称为顺磁物质,如空气、铝、锡等;略小于l的物质称为反磁物质,如氢、铜、石墨等;顺磁物质和反磁物质统称为非铁磁物质。远大于1的物质称为铁磁性物质,如铁、钴、镍、硅钢、铁氧体等。 2. 铁磁物质的磁化
使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化。
只有铁磁性物质才能被磁化,而非铁磁性物质是不能被磁化的。
如果把一块磁铁从它的中央断开,会得到两块新的永久磁铁。如果再把这两块磁铁锯开,就得到四块磁铁。如果继续这样做,最后会得到极大数量的小磁铁,原先的那块磁铁就是由它们构成的。因此,可以认为永久磁铁是由大量的微小磁铁所组成。
一块磁铁是由极大数量的小磁铁组成的。把这些小磁铁称为基本磁铁,又称磁畴。在正常的铁中,那些磁畴杂乱无章地排列,磁畴间的磁性被抵消,对外部(整体)不呈现磁性,如图(a)所示。如果把一块铁放人磁场中,那些基本磁铁将被迫按相同方向排列,如图(b)所示。
这时,它们组合起来的磁性在它们周围将很显著,即铁已经被磁化。
(a) (b) 3.铁磁材料分类 (1)软磁物质
软磁材料的特点是磁导率很大,易被磁化也易去磁。典型的软磁材料有硅钢片、铸铁、坡莫合金等。硅钢片主要用来制作电动机和变压器的铁心,坡莫合金用来制造小型变压器、高精度交流仪表(灵敏继电器、磁放大器等。 (2)硬磁物质
硬磁材料的特点是需要较强的外磁场的作用,才能使其磁化,而且不易退磁。其典型材料有钴钢、碳钢等。因其剩磁强,不易退磁,常用来制造各种形状的永久磁铁。 (3)矩磁物质
磁材料的特点是只需很小的磁场就能使它迅速磁化,并达到最大值,去掉外磁场仍能保持原来的强度。矩磁材料主要用于制造计算机中存储元件的环形磁心。
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