第8章 磁介质中的磁场

1、大学基础物理学大学基础物理学多媒体课件多媒体课件 ( ( 教学要求教学要求( (大学物理大学物理2)2) 1 1、理解磁介质磁化及其对磁场的影响；、理解磁介质磁化及其对磁场的影响； 2 2、掌握磁场强度；、掌握磁场强度； 3 3、掌握磁介质安培环路定理；、掌握磁介质安培环路定理； 4 4、了解铁磁质的磁化、磁畴模型。、了解铁磁质的磁化、磁畴模型。 授课学时（建议）授课学时（建议）：4 4学时学时重点：重点：难点：难点： 磁介质的磁化、磁介质安培环路定理。磁介质的磁化、磁介质安培环路定理。 磁介质安培环路定理。磁介质安培环路定理。 本次课本次课 重点重点 教学要求教学要求 难点难点 磁介质的磁化

2、、磁介质安培环路定理。磁介质的磁化、磁介质安培环路定理。 磁介质安培环路定理。磁介质安培环路定理。1、理解磁介质磁化及其对磁场的影响；、理解磁介质磁化及其对磁场的影响； 2、掌握磁场强度；、掌握磁场强度； 3、掌握磁介质安培环路定理；、掌握磁介质安培环路定理； 4、了解铁磁质的磁化、磁畴模型。、了解铁磁质的磁化、磁畴模型。 一、一、磁介质的磁化磁介质的磁化(magnetization (magnetization ofof magnetic medium)magnetic medium) 由于物质的由于物质的分子分子( (或原子或原子) )中中存在着运动的电荷存在着运动的电荷，所以当将物质放到

3、所以当将物质放到磁场中时磁场中时，其中的，其中的运动电荷将受到磁场力的作用运动电荷将受到磁场力的作用而使物质处于一种特殊而使物质处于一种特殊的状态中的状态中，这种现象叫做这种现象叫做磁化磁化。被磁化的物质被磁化的物质要产生附加磁场要产生附加磁场，对原来对原来的磁场产生影响的磁场产生影响，我们我们称这种称这种能影响原磁场的能影响原磁场的物质物质为为磁介质磁介质。任何实物任何实物都是磁介质。都是磁介质。 假设假设没有磁介质时没有磁介质时，某点的磁感应强度为，某点的磁感应强度为B0 0，放入磁介质后，放入磁介质后，因介因介质被磁化质被磁化而产生的附加磁感应强度为而产生的附加磁感应强度为B/ /，则磁

4、介质中则磁介质中总的磁感应强度总的磁感应强度B是是B0 0和和B/ /的叠加，的叠加，即：即：0/BBBB/ /的方向，随磁介质的不同的方向，随磁介质的不同而不同而不同。磁介质的分类磁介质的分类顺磁质顺磁质(paramagnetic substance)：B/ /与与B0 0同向同向，B B0 0，如氧、铝、钨、如氧、铝、钨、 铂、铬等。铂、铬等。 抗磁质抗磁质(diamagnetic substance)：B/ /与与B0 0反向反向, ,B B0 0，且且B/ /和和B0 0的的比值不是常数，比值不是常数，如铁、钴、镍及其合金等。如铁、钴、镍及其合金等。它能显著地增强磁场，是它能显著地增强

5、磁场，是强磁性物质。强磁性物质。 磁介质的磁化磁介质的磁化分分子电流与分子磁矩子电流与分子磁矩 说明：说明：介质磁化时介质磁化时出现的分子电流出现的分子电流不同于不同于金属中金属中的自由电子的自由电子或或导电流体中导电流体中离子运动离子运动所形成的自由电流所形成的自由电流, ,分子电流分子电流仅局限于仅局限于微观的空间微观的空间, ,不能作宏观的迁移不能作宏观的迁移, ,构构成成分子电流的分子电流的电子电子只作绕核运动只作绕核运动, ,它们它们不是不是自由电子。自由电子。 分子或原子中的分子或原子中的每个电子每个电子都在绕原子核运动都在绕原子核运动，从而使之具有从而使之具有轨道轨道磁矩磁矩。此

6、外此外, ,电子本身还在电子本身还在自旋自旋，因而还会具有因而还会具有自旋磁矩自旋磁矩。我们。我们把一个把一个分子内分子内所有电子所有电子全部磁矩的矢量和全部磁矩的矢量和，称为，称为分子的固有磁矩分子的固有磁矩，简称简称分子分子磁矩磁矩(molecular magnetic moment)(molecular magnetic moment) ，用符号，用符号Pm 表示。表示。 如果把如果把分子作为一个整体分子作为一个整体, ,分子中分子中各个电子各个电子对外对外界产生的界产生的磁效应的总和磁效应的总和便便可以用一个等效的圆电流可以用一个等效的圆电流（I）来）来表示表示, ,称为称为分子电流分

7、子电流, ,这种分子电流具有一定这种分子电流具有一定的磁矩。的磁矩。（1）顺磁质）顺磁质(paramagnetic substance)(paramagnetic substance) 。 磁化机理磁化机理来自分子磁矩来自分子磁矩 无外磁场时无外磁场时:顺磁性物质顺磁性物质并不显现磁性并不显现磁性。这是因为。这是因为分子处于热运动分子处于热运动中中，各分子磁矩各分子磁矩的取向的取向是无规则的是无规则的，因而，因而在顺磁质中在顺磁质中任一宏观小体积任一宏观小体积内内，所有分子磁矩所有分子磁矩的矢量和为零的矢量和为零，致使顺磁质对外不显现磁性，致使顺磁质对外不显现磁性， 无外磁场时无外磁场时顺磁质

8、顺磁质 中分子磁矩的取向中分子磁矩的取向 有外磁场时有外磁场时顺磁质顺磁质 中分子磁矩的取向中分子磁矩的取向 有外磁场时有外磁场时: :各各分子磁矩分子磁矩都要受到磁力都要受到磁力矩的作用矩的作用，在磁力矩作用下，在磁力矩作用下，所有所有分子磁矩分子磁矩都都力图转到力图转到外磁场方向，外磁场方向，这样，顺磁质就被这样，顺磁质就被磁化了磁化了，分子电流所产生的附加磁感应强度分子电流所产生的附加磁感应强度B/与外磁场与外磁场B0 0的方向的方向相同相同。于是，在外磁场于是，在外磁场中，中，顺磁质内的磁感应强度的大小为：顺磁质内的磁感应强度的大小为： /0BBB（2）抗磁质）抗磁质(diamagne

9、tic substance)(diamagnetic substance) 。 磁化机理磁化机理电子轨道在外磁场电子轨道在外磁场 作用下发生变化作用下发生变化无外磁场时：无外磁场时：抗磁质抗磁质并不显现出磁性并不显现出磁性。 虽然分子中虽然分子中每个电子每个电子的的轨道磁矩与自旋磁矩都不等于零轨道磁矩与自旋磁矩都不等于零，但分子中但分子中所所有电子有电子的的轨道磁矩与自旋磁矩的轨道磁矩与自旋磁矩的矢量和却等于零矢量和却等于零，即分子磁矩为零即分子磁矩为零（Pm=0=0）。）。 注：、注：、顺磁质和抗磁质均具有抗磁性。顺磁质和抗磁质均具有抗磁性。只不过只不过顺磁质中顺磁质中抗磁性的抗磁性的效应效

10、应较之较之顺磁性的效应要小得多顺磁性的效应要小得多，因此，因此，在研究顺磁性物质在研究顺磁性物质的磁化时的磁化时可以不计可以不计其其抗磁性效应抗磁性效应。 有外磁场时：有外磁场时：分子中分子中绕原子核转动的绕原子核转动的各各个电子个电子受到洛伦兹力的作用受到洛伦兹力的作用，使得整个分使得整个分子产生一个子产生一个与外磁场方向相反与外磁场方向相反的磁矩，即的磁矩，即引起引起附加轨道磁矩附加轨道磁矩Pm，而且，而且附加轨道磁附加轨道磁矩矩Pm的方向总是与外磁场的方向总是与外磁场B0 0的方向相反。的方向相反。因此，在抗磁质中，要出现与外磁场因此，在抗磁质中，要出现与外磁场B0 0的的方向相反的方向

11、相反的附加磁场附加磁场B/ /，称为，称为抗磁性抗磁性。于于是是, ,抗磁质内的磁感应强度抗磁质内的磁感应强度B要比要比B0 0略小一略小一点，即点，即B= =B0- -B/ / 从宏观上看从宏观上看, ,磁化的结果磁化的结果是在均匀磁介质的是在均匀磁介质的表面表面出现了未被抵消的出现了未被抵消的分子电流分子电流, ,称为称为表面电流表面电流。磁介质磁化与电介质极化的区别磁介质磁化与电介质极化的区别: 2 2、抗磁质的磁化抗磁质的磁化则与则与无极分子电介质的极化无极分子电介质的极化相似相似。例如。例如, ,抗磁质的抗磁质的分子磁矩分子磁矩是是在在磁场作用下才产生的磁场作用下才产生的, ,磁介质

12、内部的附加磁场磁介质内部的附加磁场B/与原磁场与原磁场B0方向总是方向总是相反相反的的, ,而而无极分子电介质的无极分子电介质的电偶极矩也是在电场作用下才产生的电偶极矩也是在电场作用下才产生的, ,电介质内部的电介质内部的附加电附加电场场E/与原电场与原电场E0方向也总是方向也总是相反相反的。的。 1 1、顺磁质的磁化顺磁质的磁化与与有极分子电介质的极化有极分子电介质的极化很相似很相似。例如。例如,顺磁质具有顺磁质具有分子分子磁矩磁矩，在，在磁场磁场作用下具有作用下具有取向作用取向作用，而，而有极分子电介质具有有极分子电介质具有固有电偶极矩固有电偶极矩，在，在电场电场作用下也具有作用下也具有取

13、向作用取向作用。但是两者又有。但是两者又有不同之处不同之处，如，如顺磁质磁化后在其内顺磁质磁化后在其内部产生的附加磁场部产生的附加磁场B/与原磁场与原磁场B0的方向的方向相同相同，而，而电介质极化后在其内部产生的电介质极化后在其内部产生的附加电场附加电场E/与原电场与原电场E0的方向的方向相反相反；（3 3）磁化强度矢量）磁化强度矢量(magnetization vector)(magnetization vector)mPMV单位：安培单位：安培/米米 (A/m) 由于由于无论顺磁质还是抗磁质无论顺磁质还是抗磁质，在有外磁场时在有外磁场时各个分子磁矩的矢量和各个分子磁矩的矢量和 不为零。不为

14、零。磁介质磁化得厉害，分子磁矩的矢量和也就越大磁介质磁化得厉害，分子磁矩的矢量和也就越大。因此，可以。因此，可以用磁介用磁介质中质中单位体积内单位体积内的的所有分子磁矩的矢量和所有分子磁矩的矢量和来描述来描述磁介质的磁化程度磁介质的磁化程度，称为，称为磁化磁化强度强度，用符号，用符号M表示。表示。即即: : mP说明说明:(1)(1)磁化强度是磁化强度是描述磁介质的宏观量描述磁介质的宏观量; ;(2)(2)与与介质特性、温度与统计规律介质特性、温度与统计规律有关有关;(3);(3)因为因为M的方向与的方向与 的方向相同的方向相同, ,所以所以对于顺磁质，对于顺磁质，M的方向与外磁场的方向与外磁

15、场B0 0的的方向一致方向一致, ,而而对于抗磁对于抗磁质质, ,M的方向与外磁场的方向与外磁场B0 0的的方向相反方向相反。mP(4) (4) 磁化强度矢量磁化强度矢量(magnetization vector)(magnetization vector)与分子电流与分子电流(molecular (molecular current) current)的关系的关系 如图如图, ,在磁介质中在磁介质中截取一段截取一段长为长为dl、截面积、截面积为为S S的的圆柱体圆柱体，当介质均匀磁化时，当介质均匀磁化时，在磁介质内在磁介质内部的任一点，部的任一点，相邻的分子电流总是成对而反向相邻的分子电流总

16、是成对而反向，因而互相抵消因而互相抵消, ,只有在圆柱体只有在圆柱体磁介质磁介质横截面边缘横截面边缘上上，各点的分子电流不能抵消各点的分子电流不能抵消。结果，结果，从宏观看，从宏观看，形成了沿形成了沿圆柱体圆柱体磁介质磁介质表面流动的圆电流。表面流动的圆电流。 用用I IS S表示表示磁化面磁化面电流强度电流强度，用，用 表示表示磁化面磁化面电流密度电流密度即在即在垂直于电流流动方向上垂直于电流流动方向上单位长单位长度上的磁化面电流强度，可见，度上的磁化面电流强度，可见，分子电流总分子电流总的磁矩为的磁矩为: : SimSSPI Si dlSSSi SdliVSdlmPM 即：即：磁化强度矢量

17、在数值上磁化强度矢量在数值上等于等于磁化面电流磁化面电流密度，方向由右手螺旋法则决定。密度，方向由右手螺旋法则决定。 磁化强度矢量与磁化面电流强度的联系？磁化强度矢量与磁化面电流强度的联系？ 说明：说明：磁化强度对闭合回路的线积分磁化强度对闭合回路的线积分等于等于通过回路所包围的面积通过回路所包围的面积内内的总分子电流即的总分子电流即磁化面电流强度磁化面电流强度。上式虽是从均匀磁介质及长方形闭。上式虽是从均匀磁介质及长方形闭合回路的特例导出的，但合回路的特例导出的，但可以证明，此结论在任何情况下都是成立的可以证明，此结论在任何情况下都是成立的。 _LabbccddadddddMlMlMlMlM

18、l_000ababdMdlM abMl因因 ，所以，所以 SMiSSldi abIMl 如图，如图，在在圆柱形磁介质圆柱形磁介质的的边界附近边界附近取取一一矩形闭合回路矩形闭合回路abcd，其中，其中ab边在圆柱形边在圆柱形磁介质内部磁介质内部且且平行于轴线平行于轴线，cd在圆柱体外在圆柱体外，bc和和da两边则两边则垂直于圆柱侧面垂直于圆柱侧面，在磁介质在磁介质内部各点处内部各点处，M都沿都沿ab方向方向，大小相等，大小相等，在圆柱体外各点在圆柱体外各点 ，现计算，现计算M沿此沿此闭合回路的线积分。闭合回路的线积分。 0M外 在在第第7 7章章 电场中电场中，我们我们曾曾引入了一个辅助物理量

19、引入了一个辅助物理量电位移矢量电位移矢量D，得出得出电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理。类似类似电场的方法，引入电场的方法，引入磁学中磁学中的的一辅助物理一辅助物理量量磁场强度矢量磁场强度矢量，将真空中的安培环路定理和磁场中的高斯定理推将真空中的安培环路定理和磁场中的高斯定理推广到广到有磁介质存在情况有磁介质存在情况。 由安培环路定理由安培环路定理 ，有：，有： 0iilIdBl0()SlIIdBl将上式代入有将上式代入有 0()llIddBlMl0/BBB 在电学中在电学中，电介质中的电介质中的总场强总场强E是是自由电荷自由电荷所产生的电场所产生的电场E0 0与与束缚束缚电荷电荷所产生的电

20、场所产生的电场E/ /的的矢量和矢量和( (即即E= =E0 0+ +E/ /) )。类似地。类似地在有磁介质在有磁介质时时，任任一点的一点的总磁感应强度总磁感应强度B为为传导电流传导电流I所产生的磁场所产生的磁场B0 0和和磁化电流磁化电流IS S产生的产生的磁场磁场B/ /的的矢量和矢量和，即：即：1 1、磁场强度、磁场强度 磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理(magnetic field intensity and Ampere circulation theorem of magnetic mediun )8.2 8.2 磁场强度磁场强度 磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培

21、环路定理 上式为上式为有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理。它表示，。它表示，磁场强度磁场强度H沿任何闭合沿任何闭合回路的线积分回路的线积分，等于等于通过该回路所包围通过该回路所包围传导电流传导电流的代数和的代数和。 说明：说明： （1 1）磁场强度是）磁场强度是表示磁场强弱与方向表示磁场强弱与方向的的辅助物理量辅助物理量； （2 2）在）在SISI制中，制中，H 的的单位为单位为A/ /m； （3 3）H 的环流的环流只与穿过闭合回路的只与穿过闭合回路的传导电流有关传导电流有关，与而，与而磁化电流无关磁化电流无关。 （4 4）虽然上式是通过载流螺绕环这一特例导出的。但理论研究表明

22、，）虽然上式是通过载流螺绕环这一特例导出的。但理论研究表明，在有磁在有磁介质存在介质存在的恒定磁场中的恒定磁场中，它是一个普适定理它是一个普适定理。 0()lIdBMl 令令 H 称为称为磁场强度磁场强度。0BHMlIdHl实验表明，对实验表明，对各向同性各向同性的的非铁磁性物质非铁磁性物质M与与H有如下关系有如下关系 :系数系数 称为称为介质的磁化率介质的磁化率(magnetic susceptibility)(magnetic susceptibility) mm=MH有有 000(1)mm BHHH相对磁导率相对磁导率(relative magnetic permeability)(re

23、lative magnetic permeability)1mr0r BHH绝对磁导率绝对磁导率(absolute magnetic (absolute magnetic perabilityperability) )讨论：讨论：在真空中：在真空中： 顺磁质：顺磁质：0，r 1，M与与B同向；同向；抗磁质：抗磁质： 0，r 1，M与与B反向；反向；mm0m0M1r0BH 在在SI中，磁导率中，磁导率 的单位和真空中磁导率的单位和真空中磁导率 的单位相同，的单位相同，为为 ，或，或 。 应用介质中的安培环路定理求应用介质中的安培环路定理求B 计算有磁介质存在时的磁感应强度计算有磁介质存在时的磁感

24、应强度B, ,通常是通常是先求出磁场先求出磁场强度强度H, ,再由求磁感应强度再由求磁感应强度B。其解题思路与在电介质。其解题思路与在电介质中求中求E的方法类似。的方法类似。 BH解：这两个无限长的同轴圆柱体，当解：这两个无限长的同轴圆柱体，当有电流通过时，它们所产生的有电流通过时，它们所产生的磁场是磁场是对称的对称的。作一个作一个与圆柱形导体同轴与圆柱形导体同轴、半径为半径为a的圆形闭合回路的圆形闭合回路，其绕向与其绕向与电流成右手螺旋关系如图电流成右手螺旋关系如图，根据安培，根据安培环路定理环路定理 ，有，有2ldHaIHl例例8 8.1.1有有两个两个半径分别为半径分别为r与与R的的无限

25、长同轴圆柱形导体无限长同轴圆柱形导体，在在它们之间充以它们之间充以相对磁导率为相对磁导率为r的的磁介质磁介质, ,当两圆柱通过相反当两圆柱通过相反方向的电流方向的电流I时，时，如图所示。试求如图所示。试求:(1):(1)磁介质中磁介质中任意点任意点P的磁感应强度大小的磁感应强度大小; ;(2)(2)圆柱体外面圆柱体外面一点一点Q的磁感应强度。的磁感应强度。 2IHaaIBr20当时当时，aR0I0H0B当时，当时， RarII休息一下，休息一下，广告也精彩广告也精彩，马上就回来。马上就回来。1 1、铁磁质、铁磁质(ferromagnetic substance)(ferromagnetic s

26、ubstance) （1 1）在外磁场作用下在外磁场作用下能产生很强的磁感应强度能产生很强的磁感应强度；（2 2）当外磁场停止作用时当外磁场停止作用时，仍能保持其磁化状态仍能保持其磁化状态；（3 3）B与与H之间并之间并不是线性关系不是线性关系； （4 4）铁磁质）铁磁质都有一临界温度都有一临界温度。在此温度之上在此温度之上, ,铁磁性完全消失而成为铁磁性完全消失而成为顺磁质顺磁质, ,这一温度称为这一温度称为居里温度或居里点居里温度或居里点, ,不同的铁磁质有不同的居里温度。不同的铁磁质有不同的居里温度。 原因原因: :由于加热由于加热使磁介质中的使磁介质中的分子、原子的分子、原子的振动振动

27、加剧加剧, ,使使磁畴磁畴瓦解瓦解, ,铁磁质铁磁质失去磁性失去磁性。 铁磁质中铁磁质中由于原子的强烈作用由于原子的强烈作用, ,在铁磁质中在铁磁质中形成形成磁场很强的小区域磁场很强的小区域磁畴磁畴。磁畴的体积磁畴的体积约为约为1010-12-12 - 10 - 10-8-8 m m3 3 , ,包含包含10101717 - 10 - 102121个原子个原子。0770 C0358 C01934 C铁铁 ; ;镍镍 ; ;钴钴 。铁磁质是铁磁质是以铁为代表以铁为代表的一类的一类性能特殊性能特殊、磁性很强磁性很强的物质，的物质，具有如下的特性：具有如下的特性：8.3 8.3 磁畴磁畴 铁磁质的磁

28、化铁磁质的磁化(Magnetic domain Ferromagnetic properties of magnetization ) .铁磁质的磁滞回线铁磁质的磁滞回线(magnetic hysteresis loop of ferromagnetic substance )(magnetic hysteresis loop of ferromagnetic substance ) 应用磁介质的安培环路定理应用磁介质的安培环路定理, ,求得求得环中的环中的磁场强度磁场强度为为: : 2NIHr 同时同时, ,可以可以用其它的方法用其它的方法测出环内测出环内的的B, ,于是于是可从实验中可从实

29、验中测得一系列测得一系列I和和B的值的值, ,从而从而获得许多组获得许多组H和和B的值的值, ,这样这样作出的作出的BH曲线曲线, ,通常称为通常称为磁化曲线磁化曲线(magnetization curve)(magnetization curve)。 如图，如图，把铁磁质把铁磁质( (Fe,Co,NiFe,Co,Ni及稀钍及稀钍族元素的化合物族元素的化合物) )做成圆环做成圆环，并在其上并在其上密绕密绕N匝线圈匝线圈，线圈中通入线圈中通入强度为强度为I的的电流后电流后，铁磁质就被磁化。铁磁质就被磁化。 初始磁初始磁化曲线化曲线a.bcdBOH.SBSHe.rB fCHSB .SH 矫顽力矫顽

30、力CH 饱和磁感应强度饱和磁感应强度磁滞回线磁滞回线剩磁剩磁rB磁滞回线磁滞回线: : 在图中的在图中的O O点点表示表示未磁化状态未磁化状态，即，即H=0=0，B=0=0。当逐渐增大当逐渐增大I从而增从而增大大H时时, ,可得可得oa段曲线段曲线。由图可知由图可知, ,随着随着H增加增加, ,B在开始增加很快在开始增加很快, ,以以后逐渐变慢后逐渐变慢，最后几乎不再增大，即达到最后几乎不再增大，即达到饱和值饱和值。 将反向电流将反向电流逐渐减小到零逐渐减小到零，B会达到会达到- -Br r值值。再把电流再把电流改回原方向改回原方向并并逐渐增大逐渐增大，B- -H曲线取曲线取efa段段, ,最

31、后形成一个闭合曲线最后形成一个闭合曲线, ,这一闭合曲线这一闭合曲线叫叫磁滞回线磁滞回线。 若使若使反向电流反向电流继续增加继续增加, ,以增大反向以增大反向H值值, ,磁化也可达到磁化也可达到反向饱和反向饱和。 改变电流方向改变电流方向并逐渐增大并逐渐增大，由图可以看出，由图可以看出，随着随着H反向增加反向增加，B逐逐渐减小渐减小，当达到当达到H=-=-HC C时时, ,B等于零等于零, ,这时铁磁质的这时铁磁质的剩磁就消失了剩磁就消失了，铁铁磁质也就不显磁性磁质也就不显磁性，通常把通常把HC C叫做矫顽力叫做矫顽力, ,它表示铁磁质它表示铁磁质抵抗去磁抵抗去磁的的能力。能力。 此时如果逐渐

32、减小电流此时如果逐渐减小电流I以减小以减小H，直到直到H为零为零，磁感应强度磁感应强度B并并不沿起始曲线不沿起始曲线oa减小，减小，而是沿图中而是沿图中ab曲线曲线比较缓慢比较缓慢地减小地减小。当当H变变为零时，为零时，B并不为零并不为零，而是而是Br值，称为剩磁值，称为剩磁。这种的这种的B变化落后于变化落后于H的变化的现象的变化的现象，叫，叫磁滞现象磁滞现象，简称简称磁滞磁滞。 实验指出实验指出, ,铁磁性材料铁磁性材料在交变磁场的作用下在交变磁场的作用下反复磁化时反复磁化时要发热要发热, ,磁体内磁体内分子的状态分子的状态不断改变不断改变, ,因而因而分子的振动分子的振动加剧加剧, ,温度

33、升高温度升高。而使分子振动加而使分子振动加剧的能量是剧的能量是由产生磁场的由产生磁场的电流源提供电流源提供, ,这部分能量转化为热量而散失掉这部分能量转化为热量而散失掉。这种在反复磁化过程中的这种在反复磁化过程中的能量损失能量损失称为称为磁滞损耗磁滞损耗。理论和实验证明理论和实验证明, ,各种各种铁磁质铁磁质有不同的磁滞回线有不同的磁滞回线, ,磁滞回线所围的面积越大磁滞回线所围的面积越大, ,矫顽力大矫顽力大, ,剩磁也大剩磁也大, ,磁滞损耗也越大磁滞损耗也越大。在电器设备中在电器设备中这种损耗这种损耗是十分有害的是十分有害的, ,必须尽量减小。必须尽量减小。 铁磁质的分类及其应用铁磁质的

34、分类及其应用 根据根据各磁性材料各磁性材料磁滞回线的形状及磁滞回线的形状及矫顽力大小矫顽力大小又可分为又可分为软磁材料、软磁材料、硬磁材料、矩磁材料硬磁材料、矩磁材料三种。三种。软磁材料软磁材料(soft magnetic material)(soft magnetic material)BHo 特点：特点：软磁材料的软磁材料的矫顽力小矫顽力小，容易磁化容易磁化，也也容易退磁容易退磁；磁滞回线磁滞回线细而窄细而窄，所包围的面积小，所包围的面积小，因而磁滞损耗小因而磁滞损耗小； 应用：应用：适宜于适宜于制造电磁铁、变压器、交流制造电磁铁、变压器、交流电动机、交流发电机电动机、交流发电机等电器中等

35、电器中的铁心的铁心。 例子：例子：纯铁、硅钢纯铁、硅钢，坡莫合金、，坡莫合金、铁氧体铁氧体等。等。 特点：特点：剩磁和矫顽力都比较大剩磁和矫顽力都比较大，磁滞回线所磁滞回线所包围的面积也就大包围的面积也就大，磁滞特性非常显著，磁滞特性非常显著，所以所以把硬磁材料放在外磁场中充磁后把硬磁材料放在外磁场中充磁后，仍能保留较仍能保留较强的磁性，并且这种强的磁性，并且这种剩余磁性剩余磁性不易被消除不易被消除。 应用：应用：适宜于适宜于制造永磁体、扬声器制造永磁体、扬声器等。等。 例子：例子：钨钢、碳钢钨钢、碳钢、铝镍钴合金等。、铝镍钴合金等。硬磁材料硬磁材料(hard magnetic materia

36、l)(hard magnetic material)（永磁材料（永磁材料 ） 它由它由三氧化二铁三氧化二铁（Fe2O3）和）和其他二价的金其他二价的金属氧化物属氧化物（如（如NiO、ZnO、MnO等）等）的粉末的粉末混混合烧结而成合烧结而成，由于，由于它的制造工艺过程它的制造工艺过程类似陶瓷类似陶瓷，所以常叫做所以常叫做磁性瓷磁性瓷。 矩磁材料矩磁材料(rectangular magnetic material) (rectangular magnetic material) （非金属磁性材料）（非金属磁性材料） 特点：特点：磁滞回线呈磁滞回线呈矩形矩形，剩磁剩磁Br和饱和时和饱和时磁感应强度很接近磁感应强度很接近（ Br=BS ），），矫顽力矫顽力Hc小小。 例子：例子：锰镁铁氧体锰镁铁氧体、锂锰铁氧体等。、锂锰铁氧体等。 应用：应用：由于由于当它在两个方向磁化后当它在两个方向磁化后，剩磁总是处于剩磁总是处于Br 这两个状态。这两个状态。所