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磁性材料測量——磁極化強度(J)、磁感應(yīng)強度(B)和磁導(dǎo)率(μ)
磁感應(yīng)強度(B)
磁感應(yīng)強度,英文為magnetic flux density,即磁通量密度。是指試樣受交變磁化時,特定磁場強度峰值
對應(yīng)的磁感應(yīng)強度峰值,磁感應(yīng)強度用符號B(0.01H)表示,單位為T(特斯拉)。
多年來,磁性材料磁化一直由磁場強度(H)和磁感應(yīng)強度(B)這兩個參數(shù)表示。然而,近幾年前
結(jié)論是:與磁感應(yīng)強度相比,為少數(shù)人熟知的名詞----磁極化強度J(J=B-μ0H)能更準確地描述材料的磁化狀態(tài)。
此外,現(xiàn)在有些認為,可采用磁化強度M來更好地描述磁性材料。在磁性材料磁場測量上有兩個
學(xué)派:一個是通過應(yīng)用安培定律(通過測量勵磁電流)間接測量;另一個通過測量線圈(應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律)直接測
在真正選擇測量磁場的傳感器時,目前仍在討論是測量磁場強度H還是磁感應(yīng)強度B。因此,與建立了明確術(shù)語的電參量測量相
磁性測量有許多基本問題仍在討論中。
注1:磁性材料由磁感應(yīng)強度B描述,實際上,用標準愛潑斯坦方圈法和單片法測量的是磁極化強度。近,
許多標準推薦采用磁場極化強度J替代磁感應(yīng)強度B。
磁極化強度是個東東?
磁極化強度(J)
英文名是magnetic polarization,物理意義上解釋為單位體積磁性介質(zhì)的磁偶極矩,也稱內(nèi)稟磁感應(yīng)強度。符號為Bi或J,單位是T(特斯拉)。
磁感應(yīng)強度與磁極化強度之間是關(guān)系呢?
不知各位注意沒有,Q/BQB480-2014標準的術(shù)語和定義中有一個注:
“注:給出磁感應(yīng)強度值是多年來的慣例,實際上,實際上,用標準愛潑斯坦方圈法和單片法測量的是磁極化強
按照GB/T 3102.5-1993 定義為:
J=B-μ0H
式中,J是磁極化強度,B 是磁感應(yīng)強度,μ0 是真空磁導(dǎo)率(4×10-7H/m),H是磁場強度。”
在軟磁材料典型應(yīng)用中,磁場強度的值通常是不大于1000A/m,μ0為4×10-7H/m,所以磁感應(yīng)強度B和磁極化強度J之間區(qū)別極小。
高的磁極化強度(磁感應(yīng)強度),意味著鐵芯的磁化能力強,鐵芯的激磁電流降低,比總損耗和銅損都降低。當(dāng)電機或變壓器容量不變時,磁極化強度高可使鐵芯體積縮小和重量減輕,節(jié)省電工材料、導(dǎo)線等的用量,并使鐵芯鐵損和制造成本降低,有利于制造、安裝和運輸。
磁導(dǎo)率(μ)
磁導(dǎo)率 英文名稱:magnetic permeability 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電流后、
產(chǎn)生磁通的阻力、或者是其在磁場中導(dǎo)通磁力線的能力、其公式μ=B/H 、其中H=磁場強度、B=磁感應(yīng)強度,常用符號μ表示,
μ為介質(zhì)的磁導(dǎo)率,或稱磁導(dǎo)率。
磁導(dǎo)率取決于許多其他因素:頻率和諧波(正弦波磁感應(yīng)強度偏差)等。對于更高的頻率,應(yīng)該考慮磁導(dǎo)率的實部和虛部(復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率),
兩者的關(guān)系為μ=μ’+jμ’’。因此,從物理學(xué)角度來看盡管磁導(dǎo)率是一個非常有用的參數(shù),但在技術(shù)應(yīng)用方面,應(yīng)用磁化曲線作為磁化過程的
描述更加合理。盡管如此,在某些應(yīng)用過程中,磁導(dǎo)率還是重要的因素。例如,電磁屏蔽設(shè)計(磁導(dǎo)率值越高,屏蔽效果越好)、磁選礦機設(shè)
計。在這些設(shè)備上,盡可能使用磁導(dǎo)率的磁性材料。目前,鐵磁材料的相對磁導(dǎo)率可高達100萬。
下圖給出了一些相對磁導(dǎo)率大的典型工業(yè)用鐵磁材料