大學(xué)物理磁場5

§5.5鐵磁質(zhì)提綱

磁化曲線

鐵磁質(zhì)的應(yīng)用鐵磁質(zhì)磁化的機制作業(yè)：6-4；6-7；6-9第六章電磁感應(yīng)和電磁波§6.1電磁感應(yīng)的基本規(guī)律§6.2感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電場2.1動生電動勢動生電動勢的功率例題二法拉第電機例題一磁場中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體棒1

磁化曲線裝置：環(huán)形螺繞環(huán);鐵磁質(zhì)Fe,Co,Ni及稀土族元素的化合物，能被強烈地磁化實驗測量B,如用感應(yīng)電動勢測量或用小線圈在縫口處測量；由得出曲線鐵磁質(zhì)的不是一個常數(shù)，它是的函數(shù)§5.5鐵磁質(zhì)原理:勵磁電流I;

用安培定理得H結(jié)果一2B的變化落后于H，從而具有剩磁，即磁滯效應(yīng)每個對應(yīng)不同的與磁化的歷史有關(guān)。起始磁化曲線；剩磁飽和磁感應(yīng)強度矯頑力結(jié)果二磁滯回線--不可逆過程在交變電流的勵磁下反復(fù)磁化使其溫度升高的磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。結(jié)果三鐵磁體與鐵電體類似；在交變場的作用下，它的形狀會隨之變化，稱為磁致伸縮（10-5數(shù)量級）它可用做換能器，在超聲及檢測技術(shù)中大有作為。3如：鐵為1040K，鈷為1390K，

鎳為630K每種磁介質(zhì)當(dāng)溫度升高到一定程度時，由高磁導(dǎo)率、磁滯、磁致伸縮等一系列特殊狀態(tài)全部消失，而變?yōu)轫槾判?。這溫度叫臨界溫度，或稱鐵磁質(zhì)的居里點。不同鐵磁質(zhì)具有不同的轉(zhuǎn)變溫度結(jié)果四

鐵磁質(zhì)的應(yīng)用*作變壓器的軟磁材料。純鐵，硅鋼坡莫合金(Fe，Ni)，鐵氧體等。r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大）。飽和磁感應(yīng)強度大，矯頑力(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長，損耗?。℉dB面積?。?。還用于繼電器、電機、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒。4*作永久磁鐵的硬磁材料鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金*作存儲元件的矩磁材料Br=BS

，Hc不大，磁滯回線是矩形。用于記憶元件，當(dāng)+脈沖產(chǎn)生H>HC使磁芯呈+B態(tài)，則–脈沖產(chǎn)生H<–

HC使磁芯呈–B態(tài)，可做為二進制的兩個態(tài)。矯頑力(Hc)大（>102A/m)，剩磁Br大磁滯回線的面積大，損耗大。還用于磁電式電表中的永磁鐵。耳機中的永久磁鐵，永磁揚聲器。錳鎂鐵氧體，鋰錳鐵氧體BHHC-HCBHHC-HC5*交換力：電子之間的交換作用使其在自旋平行排列時能量較低，這是一種量子效應(yīng)。*磁疇(magneticdomain)：原子間電子交換耦合作用很強，促使其自旋磁矩平行排列形成磁疇－－自發(fā)的磁化區(qū)域。鐵磁性主要來源于電子的自旋磁矩。鐵磁質(zhì)磁化的機制(不要求掌握)*磁疇的變化可用金相顯微鏡觀測在外磁場較弱時，自發(fā)磁化方向與外磁場方向相同或相近的那些磁疇逐漸增大（疇壁位移），在外磁場較強時，磁疇自發(fā)磁化方向作為一個整體，不同程度地轉(zhuǎn)向外磁場方向。在無外磁場的作用下磁疇取向平均抵消，能量最低，不顯磁性。6磁滯(hysteresis)

現(xiàn)象是由于摻雜和內(nèi)應(yīng)力等的作用，當(dāng)撤掉外磁場時磁疇的疇壁很難恢復(fù)到原來的形狀，而表現(xiàn)出來。磁滯伸縮(magnetostriction)

是因磁疇在外磁場中的取向，改變了晶格間距而引起的。當(dāng)溫度升高時，熱運動會瓦解磁疇內(nèi)磁矩的規(guī)則排列；在臨界溫度（相變溫度Tc

）時，鐵磁質(zhì)完全變成了順磁質(zhì)。居里點Tc(CuriePoint)當(dāng)全部磁疇都沿外磁場方向時，鐵磁質(zhì)的磁化就達到飽和狀態(tài)。飽和磁化強度MS等于每個磁疇中原來的磁化強度，該值很大，這就是鐵磁質(zhì)磁性r大的原因。7第六章電磁感應(yīng)MAG_5§6.1電磁感應(yīng)的基本規(guī)律電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象感應(yīng)電流與N-S的磁性、速度有關(guān)與有無磁介質(zhì)、運動速度、電源的極性有關(guān)與有無磁介質(zhì)、開關(guān)速度、電源極性有關(guān)8感生電流與的大小、方向，與截面積變化大小有關(guān)。感生電流與的大小、方向，與線圈轉(zhuǎn)動角速度小方向有關(guān)。實驗表明：*穿過線圈所包圍面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時，在回路中產(chǎn)生的電流叫感生電流，叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。*在載流線圈內(nèi)加鐵芯前后有變化，而不變。說明感生電流只與有關(guān)。9敘述：閉合回路中感應(yīng)電流的方向總是使得它所激發(fā)的磁場來阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。感應(yīng)電流的效果，總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。這個原因包括引起磁通量變化的相對運動或回路的形變。楞次定律1834年楞次提出另一種判斷感應(yīng)電流的方法，再由感應(yīng)電流來判斷感應(yīng)電動勢的方向。I10感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場力（安培力），將反抗外力。即可以說外力反抗磁場力做功，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為電路中的焦耳熱以及其它形式的能，這是符合能量守恒規(guī)律的否則只需一點力開始使導(dǎo)線移動，若洛倫茲力不去阻撓它的運動，將有無限大的電能出現(xiàn)，顯然，這是不符合能量守恒定律！11判斷各圖中感應(yīng)電動勢的方向?qū)⒋盆F插入非金屬環(huán)中，環(huán)內(nèi)有無感生電動勢？有無感應(yīng)電流？環(huán)內(nèi)將發(fā)生何種現(xiàn)象有感生電動勢存在，有電場存在將引起介質(zhì)極化，而無感生電流。12法拉第電磁感應(yīng)定律單位:1V=1Wb/s與L

反向與L

同向電動勢方向:敘述:導(dǎo)體回路中的感應(yīng)電動勢的大小與穿過導(dǎo)體回路的磁通量的變化率成正比.國際單位制中k=1負(fù)號表示感應(yīng)電動勢總是反抗磁通的變化d/dt=(N/Am)?m2?s1=Nm/C=V13與L

反向與L

同向14同一物理問題選不同的L方向，結(jié)果相同。15磁通鏈數(shù)若有N匝線圈，它們彼此串聯(lián)，總電動勢等于各匝線圈所產(chǎn)生的電動勢之和。令每匝的磁通量為1、2、3若每匝磁通量相同16動生電動勢導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫動生電動勢等于導(dǎo)線單位時間切割磁力線的條數(shù)動生電動勢可看成是由洛侖茲力引起的。非靜電力§6.2感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電場17每個電子受的洛侖茲力洛侖茲力對電子做功的代數(shù)和為零對電子做正功反抗外力做功洛侖茲力的作用并不提供能量，而只是傳遞能量，即外力克服洛侖茲力的一個分量

所做的功，通過另一個分量

轉(zhuǎn)換為動生電流的能量。實質(zhì)上表示能量的轉(zhuǎn)換和守恒。發(fā)電機的工作原理就是靠洛侖茲力將機械能轉(zhuǎn)換為電能。結(jié)論18動生電動勢的功率截面積為S長為

l

的導(dǎo)線所受洛侖茲力的一個分量產(chǎn)生感應(yīng)電流的外力動生電動勢的功率：另一方面為使棒運動,外力的功率可看出消耗機械能轉(zhuǎn)換為電能的關(guān)系19例題一：如圖所示，導(dǎo)體棒o