高二物理競賽磁性材料-鐵磁質(zhì)課件

1、磁性材料鐵磁質(zhì)磁性材料鐵磁質(zhì)條形磁鐵：類似“磁偶極子”對比“電偶極子”永磁鐵吸引碎鐵屑鐵磁質(zhì)的磁性來源 磁疇“箭頭”代表磁疇的磁化方向未磁化的鐵片：磁化方向隨機排列，相互抵消磁鐵：磁化方向平行外磁場未磁化磁鐵把一塊未磁化的鐵塊放置到強磁場中就可以變成一塊磁鐵。敲擊、加熱等方式，可以讓磁鐵的磁性消失，根本都是讓磁疇排列隨機化。磁性材料當(dāng)被加熱到某一個特定溫度之上，完全無法獲得磁性，這個溫度叫做居里溫度由于螺線管磁場是每個閉合回路中場的疊加，因而其內(nèi)部電磁場可以非常大。這個螺線管就像一個磁鐵，根據(jù)閉合回路中電流方向的不同，其一端可以看做N極另一端可以看做S極。電磁體：鐵塊放入螺線管中的裝置。其磁場

2、會由于鐵塊被電流激發(fā)的磁場所磁化而顯著增加。電磁體中的鐵合金可以由于電流的開關(guān)而很輕易的產(chǎn)生或者失去磁性，也稱”軟磁鐵”。應(yīng)用門鈴其應(yīng)用裝置是由螺線管和部分放入其中的鐵合金桿組成。當(dāng)回路因為按鈴而閉合后，線圈將會立刻成為磁鐵并且吸引鐵合金桿。合金桿被拉入線圈并擊打門鈴。應(yīng)用電磁過電保護器現(xiàn)在用于保護房屋建筑免于因過載而著火的過電保護回路不僅是熱學(xué)裝置，還是一個電磁敏感裝置。當(dāng)電流高于一定水平時，它產(chǎn)生的電磁場將拉動鐵盤阻斷如圖25-19b中所示的連接。在更高級的過電保護裝置中，將包括接地故障回路阻斷裝置，其中就應(yīng)用了螺線管。電磁過電保護裝置反應(yīng)迅速（10毫秒以內(nèi)），并且用于應(yīng)對建筑中出現(xiàn)的高電

3、流。螺線管內(nèi)部的磁場B0的表達式如果放一塊鐵磁材料在螺線管內(nèi)部，磁場會顯著增大成百上千倍，因為鐵塊中的磁疇在外磁場的作用下被排列整齊，從而激發(fā)磁場外磁場，由電流激發(fā)附加磁場，由鐵磁質(zhì)產(chǎn)生替代 ，螺線管內(nèi)部的總磁場：對于鐵磁質(zhì)來說， 比 大得多圖28-27 鐵芯螺繞環(huán)最初鐵芯沒被磁化，螺繞環(huán)也沒通電流（a點）。然后慢慢增加電流I， B0隨I線性增加?？偞艌鯞也增加， b點代表全飽和的70%。如果B0繼續(xù)增加，曲線會增加得非常緩慢接下來，假定外磁場由于螺繞環(huán)中電流的減小而減弱。隨著電流減小到零（c點），磁疇沒有完全變成隨機取向，一些永磁仍然存在。如果接下來電流被反向，足夠多的磁疇轉(zhuǎn)向反方向，以致B

4、=0（d點）。隨著反向電流逐漸增大，鐵在相反方向接近飽和（e點）。最后，如果電流再次減小到零，然后按原方向增加，總磁場沿曲線efgb變化，再次在b點接近飽和。注意在這個循環(huán)中，磁場沒有穿過a點。曲線沒有回溯在相同的路徑，這叫做磁滯。曲線bcdefgb被稱為磁滯回線。在這個回路中，大部分能量由于磁疇的重新排列轉(zhuǎn)變成熱能。磁滯回線的寬和窄分別對應(yīng)材料磁性的“硬”和“軟”“硬”磁性：制作永磁體“軟”磁性：用于變壓器等，能量損耗小消磁：重復(fù)反轉(zhuǎn)電流并減小它的磁場來實現(xiàn)圖 退磁過程的連續(xù)磁滯回線圖 軟鐵的磁滯回線非鐵磁性物質(zhì)的分類：相對磁導(dǎo)率Km磁化率m= Km1順磁質(zhì) 磁導(dǎo)率比0略大抗磁質(zhì) 磁導(dǎo)率比0

5、略小順磁質(zhì)：Km1且m0抗磁質(zhì)：Km1且m0順磁物質(zhì)m抗磁物質(zhì)m鋁2.310-5銅-9.810-6鈣1.910-5金剛石-2.210-5鎂1.210-5金-3.610-5氧2.110-6鉛-1.710-5鉑2.910-4氮-5.010-9鎢6.810-5硅-4.210-6表28-1 順磁性和抗磁性：磁化率重點掌握 距離長直導(dǎo)線為r 處的磁場B正比于導(dǎo)線中的電流I，反比于r，磁感線是以導(dǎo)線為軸心的同心圓： 安培定律說明沿任意閉合回路對磁場 的線積分等于 乘以包圍在回路內(nèi)的電流的代數(shù)和 ： 一根長密繞螺線管內(nèi)部的磁場為，其中n是單位長度上的線圈匝數(shù)，I是每匝線圈的電流。重點掌握 運用畢奧-薩伐爾定律計算已知電流形狀的磁場：其中 是沿電流I方向所取電流元在空間任一點P產(chǎn)生的磁場， 是線元 指向場點P的位移矢量， 是 方向的單位矢量?？偞艌?是對所有