2.3.2 磁滞回线的描画及磁滞回线意义
——磁性材料的磁感应强度B相对
于外加磁场强度H的闭合曲线
当铁磁质达到磁饱和状态后,如果减小磁化场H,介质的磁化强度M(或磁感应强度B)并不沿着起始磁化曲线减小,M(或B)的变化滞后于H的变化。这种现象称为磁滞。在磁场中,铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示,当磁化磁场作周期的变化时,铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线,这条闭合线称为磁滞回线。
由于磁性材料对外加磁场作用的磁滞现象,磁性材料在磁场中反复正向、反向磁化时会发热,这些热量的产生当然由外加磁场来付出,磁性材料在反复磁化过程中能力损耗的大小和磁滞回线所包围的面积大小成正比。
对于一般铁磁材料,测量磁滞回线主要是测量静态的、饱和态的磁滞回线,回线上有材料的Br、Hc和饱和Bs这几个非常有效的磁性静态参数,对使用者对材料的判断有非常大的作用(图2-16)。另外,对于铁磁材料,还有初始磁导率μi、最大磁导率μm,这些静态参数也比较重要。
图2-16 磁滞回线的描画及磁滞回线的意义
对于某一磁性材料,磁滞回线是磁感应强度B相对于外加磁场强度H的闭合回线。曲线OA描绘出了退磁试样磁化时的最初B-H关系。循环起磁和退磁至饱和磁感应,由此描绘出磁滞回线ACDEFGA。
在这里,所谓“软磁材料”,是指磁导率非常高、矫顽力非常小的磁性材料,主要用于线圈及变压器等的铁芯(core)等,具有五种主要的磁特性。
(1)高的磁导率μ。
(2)低的矫顽力Hc。
(3)高的饱和磁通密度Bs和高的饱和磁化强度Ms。
(4)低的磁损耗和电损耗。
(5)高的稳定性。
所谓“硬磁材料”,是指磁通密度高、矫顽力非常大的磁性材料,俗称永磁材料、“磁钢”等,主要用于强力永磁体等,具有四种主要的磁特性。
(1)高的矫顽力Hc。
(2)高的剩余磁通密度Br和高的剩余磁化强度Mr。
(3)高的最大磁能积(BH)max。
(4)高的稳定性。
本节重点
分别画出软、硬磁的磁滞回线,由此给出软磁材料和硬磁材料的定义。