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1、第四节 铁磁性物质的磁化 一、铁磁性物质的磁化 二、磁化曲线 三、磁滞回线 一、铁磁性物质的磁化 1磁化本来不具备磁性的物质，由于受磁场的作用而具有了 磁性的现象称为该物质被磁化。只有铁磁性物质才能被磁 化。2被磁化的原因(1) 内因：铁磁性物质是由许多被称为磁畴的磁性小 区域组成的，每一个磁畴相当于一个小磁铁。(2) 外因：有外磁场的作用。如图5-7(a)所示，当无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无 章，磁性相互抵消，对外不显磁性；如图5-7(b)所示，当有 外磁场作用时，磁畴将沿着磁场方向作取向排列，形成附 加磁场，使磁场显著加强。有些铁磁性物质在撤去磁场后 ，磁畴的一部分或大部分仍然保持取向一
2、致，对外仍显磁 性，即成为永久磁铁。 3不同的铁磁性物质，磁化后的磁性不同。4铁磁性物质被磁化的性能，被广泛地应用于电子和 电气设备中，如变压器、继电器、电机等。二、磁化曲线1磁化曲线的定义磁化曲线是用来描述铁磁性物质的磁化特性的。铁磁 性物质的磁感应强度B随磁场强度H变化的曲线，称为磁化 曲线，也叫BH曲线。动画M5-5 磁化曲线2磁化曲线的测定图5-8中，(a)是测量磁化曲线装置的示意图，(b)是根据 测量值做出的磁化曲线。由图5-8(b)可以看出，B与H的关系是非线性的，即 不是常数。(1) 0 1段：曲线上升缓慢，这是由于磁畴的惯性，当H 从零开始增加时，B增加缓慢，称为起始磁化段。(
3、2) 1 2段：随着H的增大，B几乎直线上升，这是由于 磁畴在外磁场作用下，大部分都趋向H方向，B增加很快，曲 线很陡，称为直线段。(3) 2 3段：随着H的增加，B的上升又缓慢了，这是由 于大部分磁畴方向已转向H方向，随着H的增加只有少数磁畴 继续转向，B增加变慢。(4) 3点以后：到达3点以后，磁畴几乎全部转到了外磁场 方向，再增大H值，B也几乎不再增加，曲线变得平坦，称为 饱和段，此时的磁感应强度叫饱和磁感应强度。不同的铁磁性物质，B的饱和值不同，对同一种材料，B 的饱和值是一定的。电机和变压器，通常工作在曲线的2 3段，即接近饱和 的地方。3分析在磁化曲线中，已知H值就可查出对应的B值
4、。因此，在 计算介质中的磁场问题时，磁化曲线是一个很重要的依据。图5-9给出了几种不同铁磁性物质的磁化曲线，从曲线上 可看出，在相同的磁场强度H下，硅钢片的B值最大，铸铁的 B值最小，说明硅钢片的导磁性能比铸铁要好得多。4磁化曲线的意义三、磁滞回线磁化曲线只反映了铁磁性物质在外磁场由零逐渐增强的 磁化过程，而很多实际应用中，铁磁性物质是工作在交变磁 场中的。所以，必须研究铁磁性物质反复交变磁化的问题。1. 磁滞回线的测定 动画M5-6 磁滞回线图5-10为通过实验测定的某种铁磁性物质的磁滞回线。(1)当B随H沿起始磁化曲线达到饱和值以后，逐渐减小H 的数值，由图可看出，B并不沿起始磁化曲线减小
5、，而是沿另 一条在它上面的曲线ab下降。(2) 当H减小到零时，B 0，而是保留一定的值称为剩磁 ， 用B r表示。永久性磁铁就是利用剩磁很大的铁磁性物质制成的 。2分析(3) 为消除剩磁，必须加反向磁场，随着反向磁场的增 强，铁磁性物质逐渐退磁，当反向磁场增大到一定值时，B 值变为0，剩磁完全消失，如图bc段。bc段曲线叫退磁曲线， 这时H值是为克服剩磁所加的磁场强度，称为矫顽磁力，用 HC表示。矫顽磁力的大小反映了铁磁性物质保存剩磁的能力 。(4) 当反向磁场继续增大时，B值从0起改变方向，沿曲 线cd变化，并能达到反向饱和点d。(5) 使反向磁场减弱到0，BH曲线沿de变化，在e点H=0
6、 ，再逐渐增大正向磁场，BH曲线沿efa变化，完成一个循环 。(6) 从整个过程看，B的变化总是落后于H的变化，这种 现象称为磁滞现象。经过多次循环，可得到一个封闭的对称 于原点的闭合曲线(abcdefa)，称为磁滞回线。(7) 改变交变磁场强度H的幅值，可相应得到一系列大小不一的磁滞回线，如图5-11所示。连接各条对称的磁滞回线的顶点，得到一条磁化曲线，叫基本磁化曲线。 铁磁性物质在交变磁化时，磁畴要来回翻转，在这个过程中，产生了能量损耗，称为磁滞损耗。磁滞回线包围的面积越大，磁滞损耗就越大，所以剩磁和矫顽磁力越大 的铁磁性物质，磁滞损耗就越大。因此，磁滞回线的形状 常被用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。3磁滞损耗
