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磁導率
在上文中,我們談到了一個磁導率的概念,接下來我們來看看,什么是磁導率。
磁導率,英文名稱:magnetic permeability,它是表征磁介質(zhì)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(chǎn)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(zhì)的磁導率,或稱絕對磁導率。
在實踐中,用這個關(guān)系描述材料屬性很不方便,通常采用材料磁導率與真空磁導率比值關(guān)系,即相對磁導率μr
μr=μ/μ0
因此上述公式 可改為:
B=μrμ0H
從理論上講,磁導率μ是描述磁性材料屬性的最好參數(shù),因為它預示兩個主要的材料參數(shù)磁感應強度B和磁場強度H的直接關(guān)系,但事實上,情況要復雜的多,因為:
(1)B和H之間的關(guān)系幾乎總是非線性,因此磁導率取決于工作點(磁場強度的值)。
從下圖的典型磁化曲線可以看出,相對磁導率最大值可達到約4000,但是,在高磁感應強度時其低得多(對于深度飽和時其值非常小,實際上不像是鐵磁材料)。類似地,對于非常小的磁場,初始磁導率也大大減小,因此,固定值磁導率給出的信息僅僅是一個固定工作點。
典型磁化曲線(B-H)
(2)材料磁化受其形狀的影響——磁體的磁導率與原材料磁導率可以完全不同。通常,不均勻磁化的磁體我們只能確定其平均值。
(3)大多數(shù)磁性材料是多晶的,磁材料的磁化方向不同(材料各向異性),磁導率也不同。因此,磁導率應該描述成張量形式。
磁導率取決于許多其他因素:頻率和諧波(正弦波磁感應強度偏差)等。對于更高的頻率,應該考慮磁導率的實部和虛部(復數(shù)磁導率),兩者的關(guān)系為μ=μ’+jμ’’。
因此,從物理學角度來看盡管磁導率是一個非常有用的參數(shù),但在技術(shù)應用方面,應用磁化曲線作為磁化過程的描述更加合理。盡管如此,在某些應用過程中,磁導率還是最重要的因素。
例如,電磁屏蔽設計(磁導率值越高,屏蔽效果越好)、磁選礦機設計。在這些設備上,盡可能使用最高磁導率的磁性材料。
目前,鐵磁材料的相對磁導率可高達100萬。下表給出了一些相對磁導率大的典型工業(yè)用鐵磁材料。