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基础知多少?软磁材料概念及公式计算

2015-04-23 14:00 来源:电源网 编辑:兔子

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提起软磁材料我们应该都不陌生,它多用于我们日常的磁性元件中,且在电路中起着不可或缺的作用。

基本概念 :(根据我国的计量法,物理量单位采用国际单位制,即SI。为方便理解,这里列出一些常用量的换算。)

磁感应强度B:磁感应强度B可以这样定义,足够小的电流元Idl(I为导线回路中的恒定电流,dl为导线回路中沿电流方向所取的矢量线元)在磁场中所受的力最大方向时,所受到的最大力dFmax与Idl的比值。B=dFmax/Idl

在SI中,磁感应强度B单位特[斯拉]T,1T=1N/A•m=1Wb/m2,1T=10000Gs(高斯)。

磁场强度H:磁场强度H与电场中的电位移矢量D相似。

真空中磁场的磁感应强度B0,由于引入磁介质而产生附加磁场,其磁感应强度B’,则磁介质总的磁感应强度B是B0和B’的矢量和,即B=B0+B’。B与B0的大小比称相对磁导率μr= B/B0。不同的物质对磁场的影响非常大,因此引出了一个辅助矢量——磁场强度H。磁介质内磁场强度H沿闭合路径的环流等于闭合路径包围的所有传导电流的代数和(存在磁介质时的环路安培定理)。H=NI/,为到磁环有效磁路长度。

B-H磁化曲线:

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B-H磁化曲线图示

软磁材料在交变磁场中,刚开始O点随着电流nI变大,B开始缓慢变大,当到a1点时,B急剧变大,当到a2点,B增加变缓,当到a3点H再变大时,B几乎不再变大,我们说材料被磁化到了饱和。达到饱和之后,无论H怎样增大,材料的磁感应强度也不再增大。此时的磁感应强度称为饱和磁感应强度,用Bs来表示。B-H关系画成曲线,就是材料B-H磁化曲线。饱和磁感应强度是磁性材料的一个重要指标。

在SI中,磁场强度H单位是安[培]每米(A/m)。

磁导率μ:

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磁导率μ图示

在各向同性的均匀磁介质中,B与H成正比关系:B=μH,μ称为磁介质的磁导率μ=B/H,磁导率实际上代表了磁性材料被磁化的容易程度。在磁化的不同阶段,材料的磁导率也不同,磁导率在最高点称为最大磁导率。在磁化起始点的磁导率称为初始磁导率,简称初导。磁导率是软磁材料另一个非常重要指标。

在SI单位制中,磁导率的单位亨[利]每米H/m,常用T/(A/m),T/(A/cm),但一般用相对磁导率μr来表示。1(H/m)=T/(A/m)=100T/(A/cm),在有些资料上用特/奥(斯特)(T/Oe)或高斯/奥(斯特)(Gs/Oe),高斯与奥斯特都是以前的物理量。1A/m=4πe-3Oe ,磁导率为1Gs/Oe 的磁介质的相对磁导率为1。相对磁导率μr是无量纲量。

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标签: 软磁材料

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