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            永磁鐵氧體物理量H、J及B的含義

                通常,采用永磁鐵氧體測量系統來獲取鐵氧體產品的剩磁(Br)、矯頑力(又稱磁感矯頑力,Hcb)、內稟矯頑力(Hcj)等磁性能參數。在測試過程中,會得到下圖所示的兩條曲線,即J-H曲線與B-H曲線。這兩條曲線又稱為磁滯回線,當中涉及到了三個物理量——J(磁極化強度)、B(磁感應強度,又稱為磁通密度)及H(磁場強度)。前面提到的Br、Hcb、Hcj等磁性能參數均衍生自這三個物理量。本期將介紹這三個物理量的來源與含義。

                為測試鐵氧體磁鐵產品的磁性能,通常需要對產品施加一個磁場。這一磁場通常稱為外磁場,由通電螺線管提供(某些情況下,亦可由永磁材料提供)。外磁場的大小及方向由矢量H表示,稱為磁場強度。

                鐵氧體產品在外磁場H的作用下會表現出一定的磁性,即被磁化。鐵氧體產品被磁化的程度及方向可由矢量J來描述。矢量J被稱為磁極化強度,來源于“磁偶極子”假說。為更好地理解物理量J的含義,對“磁偶極子”假說作簡要介紹。

                永磁鐵氧體物理量H、J及B的含義

                如一條形磁鐵投入鐵屑中,該條形磁鐵的兩端吸引鐵屑特別多,表明磁鐵兩端的磁性最強,這磁性最強的區域稱為磁極。

                在磁學和電學還處于彼此獨立研究的時期,人們仿照電學中“電荷”的概念,認為磁極上有一種叫“磁荷”的東西,N極上匯集了許多正磁荷,S極上則匯集了許多負磁荷。與電荷不同的地?是:正負磁荷總是同時成對出現?;谝陨嫌^點,可以認為,一塊鐵氧體產品中含有大量的正負磁荷對,每一對磁荷可稱為一個磁偶極子。人為規定,采用矢量jm(稱為磁偶極矩)來表示磁偶極子的強弱,方向為由負磁荷指向正磁荷(即由S極指向N極),如左下圖所示。那么,一塊被完全均勻磁化后的鐵氧體圓柱的內部磁偶極矩就會如右下圖所示。

                進一步地,將該鐵氧體圓柱內所有磁偶極矩的矢量和除以圓柱的體積,就得到了該鐵氧體圓柱的磁極化強度J,即:。更為嚴謹的磁極化強度J的定義為,磁體單位體積內的磁偶極矩矢量和。

                假定鐵氧體產品在外磁場H下被磁化后磁極化強度為J。此時,鐵氧體產品有了磁性,也會在空間中產生磁場?,F在我們進一步設想,在鐵氧體產品附近放一檢測磁場的探測線圈(或探頭),那么它感受到的磁場將由兩部分組成,一部分是外磁場H;另一部分是由磁化后的鐵氧體產品貢獻的“磁場”,即磁極化強度J。鐵氧體產品附近的探測線圈(或探頭)感受到的磁場被稱為磁感應強度或磁通密度,用矢量B表示。根據上面的描述,矢量B、H及J存在以下關系:B=H+J。

                當外磁場強度H從零逐漸增加時,鐵氧體產品的磁極化強度J及其上探測線圈(或探頭)感受到的磁感應強度(或稱磁通密度)B會隨外磁場強度H的增加而增加;當H增加到一定值后,繼續增加H,產品的磁極化強度J會逐漸趨近于一個確定的Js值,參見本文第一幅圖中J-H曲線,Js值即圖中J-H曲線上Js點的縱坐標值,稱為產品的飽和磁極化強度;與此同時,探測線圈(或探頭)感受到的磁感應強度(或稱磁通密度)B卻不會趨近于某一定值,而是繼續以一定斜率上升,參見本文第一幅圖中B-H曲線。這是因為磁感應強度(或稱磁通密度)B的數值包含了外磁場強度H的貢獻,所以B不能很好地描述鐵氧體產品的本質,所謂的飽和磁感應強度Bs并不“飽和”。

                文章永磁鐵氧體物理量H、J及B的含義原作者姚銳,由磁鋼廠家卡瑞奇小傅整理,如有侵權行為,請與本站客服聯系(QQ:2355933625)

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