磁性材料B-H特性的测量.pdf
磁性材料的B-H特性是衡量其磁性能的关键指标,主要涉及材料的磁滞回线、剩磁、最大磁能积以及矫顽力等参数。这些参数对于理解和应用磁性材料至关重要,尤其在电子设备、电力工程、磁存储等领域。 磁滞回线是描述磁性材料磁化状态随磁场变化的图形,由B(磁感应强度)和H(磁场强度)组成。在磁化过程中,材料会经历饱和、剩磁、降回和退磁等阶段。B-H特性中的关键参数包括: 1. 剩磁(Br):当磁化场降为零时,材料内部仍保持的磁感应强度。剩磁反映了材料在磁场消失后保留磁性的能力,通常Mr<Br。 2. 最大磁能积(BH)M:在B-H磁滞回线的第二和第四象限,退磁曲线上的B和H乘积称为磁能积,其中最大的值表示材料单位体积能储存的最大磁能,是衡量材料磁性能好坏的重要指标。 3. 矫顽力(BHc):在磁化反向过程中,使材料内部B值降为零所需的反向磁场强度。矫顽力的大小决定了去除材料磁性的难易程度,依据矫顽力的大小,磁性材料分为软磁、半硬磁和硬磁。软磁材料易于磁化和去磁,常用于变压器和线圈;而硬磁材料具有高的矫顽力,适合作为永久磁铁使用。 实验测量B-H特性通常采用电磁感应定律,通过测量电学量如感应电压,推算磁通和磁感应强度的变化。实验原理包括使用R-C有源积分器,通过积分感应电压来获得磁通的变化,进而计算出B-H曲线。实验仪器通常包括函数发生器、功率放大器、磁通变化率检测装置、积分器、X-Y记录仪和磁场测量装置。 对于硬磁材料,由于其高矫顽力和饱和磁化场,测量时需使用电磁铁确保样品被充分磁化,通过特斯拉计测量磁场强度,并通过B-H磁滞回线的退磁曲线找到最大磁能积点。软磁材料的测量则相对简单,因其低矫顽力和饱和磁化场,常将样品制作成环形以减小退磁场的影响。 通过深入理解磁性材料的B-H特性,不仅可以掌握材料的基本磁性质,还能为材料的实际应用提供理论依据,如选择适当的磁性材料用于电机、变压器、磁存储等设备的设计。因此,学习B-H特性的测量方法具有重要的实用价值和理论意义。