通訊網理論

[拼音]：cixing cailiao

[英文]：magnetic material

具有鐵磁效能的材料。電工技術中常用的磁性材料可分為高磁導率、低矯頑力、低剩磁的軟磁材料和高矯頑力、高剩磁的永磁材料兩大類。永磁材料又稱硬磁材料。

磁性是物質的一種基本屬性。物質按照其內部結構及其在外磁場中的性狀可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質。鐵磁性和亞鐵磁性物質為強磁性物質，其他均為弱磁性物質。磁性材料有各向同性和各向異性之分。各向異性材料的磁效能依方向不同而異。因此，在使用各向異性材料時，必須注意其磁效能的方向。電工領域中常用的磁性材料都屬於強磁性物質。反映磁性材料基本磁效能的有磁化曲線、磁滯回線和磁損耗等。

磁化曲線和磁滯回線

反映磁性材料磁化特性的曲線。可以用於確定磁性材料的一些基本特性參量如磁導率μ、飽和磁通密度Bs、剩餘磁場強度即矯頑力Hc、剩餘磁通密度即剩磁Br，以及磁滯損耗P等。基本磁化曲線是鐵磁物質以磁中性狀態為出發點，在反覆磁化過程中B 隨H 變化規律的曲線，簡稱磁化曲線（圖1）。它是確定軟磁材料工作點的依據。B 和H 的關係如下：

B＝μ0（H＋M ）

式中μ0為真空磁導率(又稱磁常數)，在國際單位制(SI)中，其值為μ0=4π×10-7亨／米；H為磁場強度，單位為安／米(A/m);M 為磁化強度，單位為安／米(A/m)。圖中磁化到飽和時的B值稱為飽和磁通密度Bs，相應的磁場強度為 Hs。通常，要求磁性材料有高的Bs值。

磁化曲線上任一點的B 與H 之比就是磁導率μ，即對於各向同性的導磁物質μ＝B/H，常用的是相對磁導率μr=μ/μ0，它是無量綱的純數，用以表示物質的磁化能力。因此，按μr的大小，把各類物質劃分為：μr<1的抗磁性物質，μr>1的順磁性物質，μr»1的強磁性物質。根據B-H 曲線可以描繪出μ-H 曲線，圖中μm和μi分別稱為最大磁導率和初始磁導率。μi是在低磁場下使用軟磁材料的一個重要參量。

圖2表示外磁場H 變化一週時B 隨H變化而形成的閉合曲線。

由於B 的變化滯後於H，這個現象稱為磁滯。閉合曲線稱為磁滯回線。圖中可見，當Hs降為零時，B 並不回到零，而僅到b點，此值(Br)稱為剩餘磁通密度，簡稱剩磁。若要使Br降到零，需加一反磁場，這個反磁場強度的絕對值稱為磁感應矯頑力，簡稱矯頑力Hc。Br與Bs之比稱為剩磁比或稱開關矩形比(Br/Bs)，它表徵矩磁材料磁滯回線接近矩形的程度。磁滯回線的形狀和麵積直接表徵磁性材料的主要磁特性。

軟磁材料的磁滯回線窄，故矯頑力低，磁滯損耗也低(圖3a)，

常用於電機、變壓器、繼電器的鐵心磁路。若磁滯回線窄而接近於矩形(稱為矩磁材料)(圖3c)，則這種軟磁材料不僅矯頑力低而且Br/Bs值也高，適宜作記憶元件和開關元件。永磁材料其磁滯回線面積寬大（圖3b），Br和Hc都大，經飽和磁化後，儲存的磁場能量大。常用作發電機、電動機的永磁磁極和測量儀表、揚聲器中的永磁體等。