1、先說一下什么是磁疇
磁疇(Magnetic Domain):是指磁性材料內部存在一個個小區域,每個區域內部包含大量原子,這些原子就像一個個小磁鐵,但相鄰的不同區域之間原子磁矩排列的方向不同,這些小區域叫做磁疇。磁性材料內部有很多磁疇,磁疇的磁矩方向各不相同,亂序排放,結果相互抵消,矢量和為零,換句話說這種磁性材料并不對外顯示磁性。如下圖所示:
當磁性材料被磁化以后,磁性物質內部的磁疇規律排列,磁性材料對外顯示磁性。我們常見的磁鐵內部的磁疇規律排列,整體表現具有磁性。
2、電感增加磁芯之后電感量為什么增大了?
沒有磁芯的通電螺線管,會在螺線管周圍形成一定磁場強度H(Magnetic field intensity)的磁場,如下所示,根據右手定則可以知道磁場方向。當我們增大螺線管電流,磁場強度增大,減小電流磁場強度減小。
如果向此通電螺線管中插入磁芯,磁芯本身沒有磁性,磁芯插入后內部的磁疇迅速被磁化,部分磁疇規律排列,磁芯表現出一定的磁場強度M。兩個磁場之和我們稱之為磁感應強度B(magnetic flux intesity)如下圖所示,電感等于磁通量除以電流,磁感性強度增加了,磁通量增加了,電感量就增加了。
3、什么是磁場強度和磁感應強度
磁場強度:在物理上沒有實際意義,是科學家們最開始研究磁學的一個假設,表征一定距離下的磁針感受的力學強度,它的單位是安培/米。這里可以理解為通電螺線管產生的磁場,和磁芯產生的磁場沒有關系。
磁感應強度:磁場內的磁芯中的磁疇除了受到磁場強度H的作用之外,還受到內部的磁化磁場M的作用,磁感應強度B就是磁場H和磁場M的總和。在磁芯內部 B=μ0(H+M),μ0為真空的磁導率。因此磁感應強度才是真正的“磁場強度”。
4、磁滯回線
以上就是大家經常見到的磁滯回線圖,橫坐標磁場強度H,縱坐標磁感應強度B,上面講了H是單一通電螺線管產生的磁場,B是通電螺線管產生的磁場和磁芯磁化產生的磁場總強度。如果最開始磁芯處于磁中性,對外不顯現磁性,當螺線管中通電以后,隨著電流增大,磁感性強度B沿著虛線1逐漸上升至M點,達到M點時,磁芯內部的磁疇基本上全部磁化,即使再增大電流,磁感應強度也不會明顯增大了,也就是電感飽和了。當電流逐漸減小至0,也就是H減小到0后,磁芯內部的磁疇不能全部歸位,少量磁疇仍然規律排列,磁芯呈現弱磁性,即為磁滯現象,剩余的磁場強度稱之為Br。當電流反向增大,磁感應強度歸零,此時反向磁場強度-Hc稱為矯頑力,繼續反向增大H,會沿著曲線3逐漸到達N點,這時候H反向減小,磁感應強度沿著曲線4到達-Br,仍然有磁滯現象,再增大正向H,到達Hc點磁感應強度歸零,最后到達M點。形成一個完整的磁滯回線。
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