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鐵芯剩磁的產(chǎn)生原理分析
作者：威博特鐵芯 發(fā)布時(shí)間：2019-03-30 15:01:43 瀏覽次數(shù)： 各類磁性材料的共同點(diǎn)是都存在著磁疇結(jié)構(gòu)，不同點(diǎn)是磁疇結(jié)構(gòu)形式及其在外磁場作用下運(yùn)動(dòng)變化方式不同。磁性材料受外磁場作用，發(fā)生磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)（簡稱疇轉(zhuǎn)）或疇壁位移（簡稱壁移），是指鐵芯在外磁場作用下通過磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)和疇壁位移，使原有磁疇消失，代之以新的磁疇結(jié)構(gòu)，使材料從磁中性狀態(tài)變到所有磁疇都取外磁場方向的磁飽和狀態(tài)的一種過程，稱為磁化過程。
磁性材料的磁化，其實(shí)質(zhì)是材料受外磁場的作用，其內(nèi)部磁疇結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。沿外磁場強(qiáng)度 H 方向上的磁化強(qiáng)度 MH。當(dāng)外磁場強(qiáng)度 H 改變ΔH 時(shí)，與ΔH 相對(duì)應(yīng)的磁化強(qiáng)度的改變?yōu)?Delta;MH。在磁化過程中，可寫成
由大多數(shù)鐵芯的磁化曲線表明，從磁中性狀態(tài)磁化到磁飽和，整個(gè)磁化過程要經(jīng)歷疇壁位移過程和磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)過程。在低磁場強(qiáng)度下，一般是以位移磁化為主，而在高磁場強(qiáng)度下則以磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)為主。根據(jù)磁化曲線的變化規(guī)律，磁化過程在一般情況下，可以分為三個(gè)階段：①弱磁場范圍是可逆疇壁位移；②中等磁場范圍是不可逆疇壁位移，即有巴克豪生跳躍發(fā)生；③較強(qiáng)的磁場范圍是可逆的磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)過程，隨著磁場增加而逐漸趨于磁飽和。圖 1 示出多數(shù)磁性材料磁化過程的磁化曲線與其各階段主要的磁疇結(jié)構(gòu)變化。
要判斷磁化機(jī)制，應(yīng)結(jié)合具體磁體分析。無論是疇壁位移磁化，還是疇轉(zhuǎn)磁化，在外磁場作用下，磁化從起始狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)磁化狀態(tài)后，當(dāng)去掉外磁場時(shí)，這個(gè)磁化狀態(tài)既不是按照原來同一路徑，又不回到原來的起始磁化狀態(tài)，這就是不可逆磁化過程。當(dāng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場對(duì)變壓器鐵心進(jìn)行磁化結(jié)束以后，磁通密度不能跟隨磁場強(qiáng)度下降到零；磁通密度 B 與磁場強(qiáng)度 H 相差一個(gè)相位，稱為磁滯現(xiàn)象。磁滯現(xiàn)象是鐵芯材料的獨(dú)特性能。
鐵芯在磁場作用下磁化到飽和，再將磁場單調(diào)地減小到零，并假定磁場閉合，無退磁場影響，由于磁滯現(xiàn)象的存在，鐵芯的磁化狀態(tài)不能恢復(fù)到磁中性狀態(tài)，而保持一穩(wěn)定的磁化強(qiáng)度，為剩余磁化強(qiáng)度，用 Mr（或剩磁 Br）表示。剩余磁化強(qiáng)度Mr 的大小，決定于材料從飽和磁化降到 H=0 的反磁化過程中磁疇結(jié)構(gòu)的變化。剩磁是不可逆磁化的標(biāo)志，也是決定磁滯回線形狀大小的一個(gè)重要物理量，是鐵芯材料重要技術(shù)應(yīng)用的磁性參數(shù)。不同的磁場強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的大磁通密度 Bm 和剩磁 Br 不同，因此，測定某具有封閉回路的鐵芯材料器件的剩磁，不僅要用響應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而且需要對(duì)應(yīng)的材料屬性。
鐵芯在磁場作用下磁化到飽和，再將磁場單調(diào)地減小到零，并假定磁場閉合，無退磁場影響，由于磁滯現(xiàn)象的存在，鐵芯的磁化狀態(tài)不能恢復(fù)到磁中性狀態(tài)，而保持一穩(wěn)定的磁化強(qiáng)度，為剩余磁化強(qiáng)度，用 Mr（或剩磁 Br）表示。剩余磁化強(qiáng)度Mr 的大小，決定于材料從飽和磁化降到 H=0 的反磁化過程中磁疇結(jié)構(gòu)的變化。剩磁是不可逆磁化的標(biāo)志，也是決定磁滯回線形狀大小的一個(gè)重要物理量，是鐵芯材料重要技術(shù)應(yīng)用的磁性參數(shù)。不同的磁場強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的大磁通密度 Bm 和剩磁 Br 不同，因此，測定某具有封閉回路的鐵芯材料器件的剩磁，不僅要用響應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而且需要對(duì)應(yīng)的材料屬性。