磁性材料基礎(chǔ)理論
01、磁導(dǎo)率
磁導(dǎo)率是表征磁介質(zhì)磁性的物理量,表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過(guò)電流后,產(chǎn)生磁通的阻力、或者是其在磁場(chǎng)中導(dǎo)通磁力線的能力,其公式如下:
其中H是磁場(chǎng)強(qiáng)度、B是磁感應(yīng)強(qiáng)度,磁導(dǎo)率常用來(lái)表示,為介質(zhì)的磁導(dǎo)率,或稱為絕對(duì)磁導(dǎo)率。通常使用的是磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率μr,其定義為磁導(dǎo)率μ與真空磁導(dǎo)率μ0之比:
初始磁導(dǎo)率
是指基本磁化曲線妥H→0時(shí)的磁導(dǎo)率:
磁導(dǎo)率的測(cè)量
磁導(dǎo)率的測(cè)量是間接測(cè)量,測(cè)出磁芯片繞組線圈的電感量,再用公式計(jì)算出磁芯材料的磁導(dǎo)率,磁導(dǎo)率的測(cè)試儀器就是電感測(cè)試儀。
L是電感量、D是磁芯的磁路長(zhǎng)度、A是磁芯的橫截面積,μ0是真空磁導(dǎo)率,N為線圈的匝數(shù)。
02、磁化曲線和磁滯回線
鐵磁材料具有獨(dú)特的磁化性質(zhì),在一塊未磁化的鐵磁材料的外面密繞線圈,流過(guò)線圈的磁化電流從零逐漸增大時(shí),鐵磁材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是沿起始磁化曲線隨線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度H變化的,當(dāng)H增大到最大值后,繼續(xù)減小到1,然后恢復(fù)到初始0值時(shí),稱B按照這個(gè)變化過(guò)程所描繪的曲線為磁滯回線。
磁滯回線表示磁場(chǎng)強(qiáng)度周期性變化時(shí),強(qiáng)磁性物質(zhì)磁滯現(xiàn)象的閉合磁化曲線?;敬呕€是對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值取不同的數(shù)值,就得到一系列的磁滯回線,連接這些回線頂點(diǎn)的曲線叫基本磁化曲線。
圖1:幾種鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線
磁滯回線具有結(jié)構(gòu)靈敏的性質(zhì),很容易受各種因素的影響。磁滯回線的產(chǎn)生則是由于技術(shù)磁化中的不可逆過(guò)程引起的,磁滯回線反映了鐵磁質(zhì)的磁化性能,它說(shuō)明鐵磁質(zhì)的磁化是比較復(fù)雜的。
圖2:鐵磁質(zhì)超始磁化曲線和磁滯曲線
不同的磁化質(zhì)有不同形狀的磁滯回線,不同形狀的磁滯回線有不同的應(yīng)用。磁滯回線為選材提供了依據(jù),B-H磁滯回線所圍面積與磁滯損耗成正比,在交流電中磁滯損耗會(huì)鐵芯發(fā)熱而損耗電能,應(yīng)想辦示減小磁滯損耗。
圖3:不同鐵磁材料的磁滯回線