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說說磁導率


來源:電子材料圈     更新:2017-03-11     瀏覽:18043
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 磁導率 (英文名稱:Magnetic permeability) :表征磁介質磁性的物理量。表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過電流后產生磁通的阻力或者是其在磁場中導通磁力線的能力其公式μ=B/H 

H=磁場強度、B=磁感應強度,常用符號μ表示,μ為介質的磁導率,或稱絕對磁導率。

 

簡介

磁導率μ等于磁介質中磁感應強度B與磁場強度H之比,即μ=dB / dH;

通常使用的是磁介質的相對磁導率μr,其定義為磁導率μ與真空磁導率μ0之比,即μr=μ/μ0;

相對磁導率μr與磁化率χ的關系是:μr=1+χ;

磁導率μ,相對磁導率μr和磁化率xm都是描述磁介質磁性的物理量。

對于順磁質μr>1;對于抗磁質μr<1,但兩者的μr都與1相差無幾 。在大多數情況下,導體的相對磁導率等于1;

在鐵磁質中,B與 H 的關系是非線性的磁滯回線,μr不是常量,與H有關,其數值遠大于1。

 

例如,如果空氣(非磁性材料)的相對磁導率是1,則鐵氧體的相對磁導率為10,000,即當比較時,以通過磁性材料的磁通密度是10,000倍。鑄鐵為200~400;硅鋼片為7000~10000;鎳鋅鐵氧體為10~1000。

涉及磁導率的公式:磁場的能量密度=B^2/2μ,在國際單位制(SI)中,相對磁導率μr是無量綱的純數,磁導率μ的單位是亨利/米(H/m)。

常用的真空磁導率:

 

常用參數

(1)初始磁導率μi:是指基本磁化曲線當H→0時的磁導率

(2)最大磁導率μm:在基本磁化曲線初始段以后,隨著H的增大,斜率μ=B/H逐漸增大,到某一磁場強度下(Hm),磁密度達到最大值(Bm) ,即

(3)飽和磁導率μS:基本磁化曲線飽和段的磁導率,μs值一般很小,深度飽和時,μs=μo。

(4)微分磁導率,μd∶μd=dB /dH,在(B1,H1)點取微分,可得μd。

可知:μ1=B1/H1,μ△=△B /△H,μd=dB1/dH1,三者雖是在同一點上的磁導率,但在數值上是不相等的。

非磁性材料(如鋁、木材、玻璃、自由空間)B與H之比為一個常數,用μ。來表示非磁性材料的的磁導率,即μ。=1(在CGS單位制中)或 μ。=4πX10o-7(在RMKS單位制中)。

在眾多的材料中,如果自由空間(真空)的μo=1,那△么比1略大的材料稱為順磁性材料(如白金、空氣等);比1略小的材料,稱為反磁性 材料(如銀、銅、水等)。

磁性元件μ1是大有用處的。只有在需要磁屏蔽時,才會用銅等反磁性材料做成屏蔽罩使磁元件的磁 不會輻射到空間中去。

下面給出幾個常用的參數式:

(1)有效磁導率μro。在用電感L形成閉合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁導率為:

式中 L——繞組的自感量(mH);W——繞組匝數;磁心常數,是磁路長度Lm與磁心截面積Ae的比值(mm).

(2)飽和磁感應強度Bs。隨著磁心中磁場強度H的增加,磁感應強度出現飽和時的B值,稱為飽和磁感應強度B。

(3)剩余磁感應強度Br。磁心從磁飽和狀態去除磁場后,剩余的磁感應強度(或稱殘留磁通密度)。

 

(4)矯頑力Hco。磁心從飽和狀態去除磁場后,繼續反向磁化,直至磁感應強度減小到零,此時的磁場強度稱為矯頑力(或保磁力)。

5)溫度系數aμ°溫度系數為溫度在T1T2范圍內變化時,每變化1℃相應磁導率的相對變化量,即式中 μr1——溫度為T1時的磁導率;μr2——溫度為T2時的磁導率。

值得注意的是:除了磁導率μ與溫度有關系之外,飽和磁感應強度Bs、剩余磁感應強度Br、矯頑力Hc,以及磁心比損耗Pcv(單位重量損耗W/kg)等磁參數,也都與磁心的工作溫度有關。

功能

 

磁導率的測量是間接測量,測出磁心上繞組線圈的電感量,再用公式計算出磁芯材料的磁導率。所以,磁導率的測試儀器就是電感測試儀。在此強調指出,有些簡易的電感測試儀器,測試頻率不能調,而且測試電壓也不能調。例如某些電橋,測試頻率為100Hz或1kHz,測試電壓為0.3V,給出的這個0.3V并不是電感線圈兩端的電壓,而是信號發生器產生的電壓。至于被測線圈兩端的電壓是個未知數。如果用高檔的儀器測量電感,例如 Agilent 4284A 精密LCR測試儀,不但測試頻率可調,而且被測電感線圈兩端的電壓及磁化電流都是可調的。了解測試儀器的這些功能,對磁導率的正確測量是大有幫助的。

 

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