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说说磁导率


来源:电子材料圈     更新:2017-03-11     浏览:5656
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 磁导率 (英文名称:Magnetic permeability) :表征磁介质磁性的物理量。表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后产生磁通的阻力或者是其在磁场中导通磁力线的能力其公式μ=B/H 

H=磁场强度、B=磁感应强度,常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。

 

简介

磁导率μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即μ=dB / dH;

通常使用的是磁介质的相对磁导率μr,其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比,即μr=μ/μ0;

相对磁导率μr与磁化率χ的关系是:μr=1+χ;

磁导率μ,相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。

对于顺磁质μr>1;对于抗磁质μr<1,但两者的μr都与1相差无几 。在大多数情况下,导体的相对磁导率等于1;

在铁磁质中,B与 H 的关系是非线性的磁滞回线,μr不是常量,与H有关,其数值远大于1。

 

例如,如果空气(非磁性材料)的相对磁导率是1,则铁氧体的相对磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000。

涉及磁导率的公式:磁场的能量密度=B^2/2μ,在国际单位制(SI)中,相对磁导率μr是无量纲的纯数,磁导率μ的单位是亨利/米(H/m)。

常用的真空磁导率:

 

常用参数

(1)初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率

(2)最大磁导率μm:在基本磁化曲线初始段以后,随着H的增大,斜率μ=B/H逐渐增大,到某一磁场强度下(Hm),磁密度达到最大值(Bm) ,即

(3)饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo。

(4)微分磁导率,μd∶μd=dB /dH,在(B1,H1)点取微分,可得μd。

可知:μ1=B1/H1,μ△=△B /△H,μd=dB1/dH1,三者虽是在同一点上的磁导率,但在数值上是不相等的。

非磁性材料(如铝、木材、玻璃、自由空间)B与H之比为一个常数,用μ。来表示非磁性材料的的磁导率,即μ。=1(在CGS单位制中)或 μ。=4πX10o-7(在RMKS单位制中)。

在众多的材料中,如果自由空间(真空)的μo=1,那△么比1略大的材料称为顺磁性材料(如白金、空气等);比1略小的材料,称为反磁性 材料(如银、铜、水等)。

磁性元件μ1是大有用处的。只有在需要磁屏蔽时,才会用铜等反磁性材料做成屏蔽罩使磁元件的磁 不会辐射到空间中去。

下面给出几个常用的参数式:

(1)有效磁导率μro。在用电感L形成闭合磁路中(漏磁可以忽略),磁心的有效磁导率为:

式中 L——绕组的自感量(mH);W——绕组匝数;磁心常数,是磁路长度Lm与磁心截面积Ae的比值(mm).

(2)饱和磁感应强度Bs。随着磁心中磁场强度H的增加,磁感应强度出现饱和时的B值,称为饱和磁感应强度B。

(3)剩余磁感应强度Br。磁心从磁饱和状态去除磁场后,剩余的磁感应强度(或称残留磁通密度)。

 

(4)矫顽力Hco。磁心从饱和状态去除磁场后,继续反向磁化,直至磁感应强度减小到零,此时的磁场强度称为矫顽力(或保磁力)。

5)温度系数aμ°温度系数为温度在T1T2范围内变化时,每变化1℃相应磁导率的相对变化量,即式中 μr1——温度为T1时的磁导率;μr2——温度为T2时的磁导率。

值得注意的是:除了磁导率μ与温度有关系之外,饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br、矫顽力Hc,以及磁心比损耗Pcv(单位重量损耗W/kg)等磁参数,也都与磁心的工作温度有关。

功能

 

磁导率的测量是间接测量,测出磁心上绕组线圈的电感量,再用公式计算出磁芯材料的磁导率。所以,磁导率的测试仪器就是电感测试仪。在此强调指出,有些简易的电感测试仪器,测试频率不能调,而且测试电压也不能调。例如某些电桥,测试频率为100Hz或1kHz,测试电压为0.3V,给出的这个0.3V并不是电感线圈两端的电压,而是信号发生器产生的电压。至于被测线圈两端的电压是个未知数。如果用高档的仪器测量电感,例如 Agilent 4284A 精密LCR测试仪,不但测试频率可调,而且被测电感线圈两端的电压及磁化电流都是可调的。了解测试仪器的这些功能,对磁导率的正确测量是大有帮助的。

 

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