磁导率的基本概念

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对于均匀的磁性介质,如果把它放入均匀的磁场H中被磁化,磁介质本身就会产生一个附加磁场H',H'和H的方向相同。H'与H叠加起来的总磁场强度称为这种磁性材料的磁通密度B。由此可见,磁通密度B和磁场强度H本质上都是表征磁场强弱的物理量。但是,它们所使用单位的名称及单位的大小都可能不同。在往常使用的高斯单位制中,H的单位用奥斯特(Oe),B的单位用高斯(Gs),奥斯特和高斯这两个单位名称不同大小却完全相等。在现在强调使用的国际单位制中,B的单位用特斯拉(T),H的单位用安每米(A/m),B和H的单位不再相等,1A/m
=4×10-7T。磁通密度与磁场强度之比,称为材料的磁导率,它们的数值之比被称为绝对磁导率μ绝,它们这两个物理量大小之比被称为相对磁导率μ。显然,在高斯单位制中,因为B和H的单位相等,它们的数值之比就等于它们量值的大小之比。所以,在高斯单位制中,材料的相对磁导率与绝对磁导率相等,用不着区分绝对磁导率和相对磁导率。对于真空来说,它不会产生附加磁场,B就等于H,所以真空的磁导率等于1。在国际单位制中,由于B和H的单位大小不再相等,它们的数值之比μ绝不能代表它们的物理量大小之比μ,材料的相对磁导率与其绝对磁导率不再相等。对于真空来说,因为不能产生附加磁场,B和H这两个物理量就相等,所以真空的相等磁导率μ等于1。若在真空中某点的磁场强度H为yA/m
,则该点的磁通密度B应为4πy×10-7T,于是该点的B与H的数值之比即为国际单位制中的真空绝对磁导率μ0=4π×10-7H/m。一般软磁材料的绝对磁导率再除以μ0即可得到其相对磁导率μ=B/μ0H。如果不加说明,提及到磁导率时指的均是相对磁导率。
一般软磁材料的直流磁化曲线B~H及与其相应的μ~H曲线如图1所示。由图1可知,
B~H曲线的起始部分是线性上升,然后陡峭上升,最后趋近于水平。与B~H曲线起始线性部分相对应的磁导率为一个常数,称为起始磁导率μi。由原点向B~H曲线引一条切线,与其切点相对应的磁导率达到最大值,被称为峰值磁导率μm。从起始磁导率过后,一直到峰值磁导率μm,这段磁导率我们姑且也统称为振幅磁导率μa。显然,μa是随磁场H的增大而上升的。
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