磁导率
磁导率介绍
中文名称:磁导率英文名称:magnetic permeability定义:磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。
分为绝对磁导率和相对磁导率,是表征磁介质导磁性能的物理量。
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=B/H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)的磁导率是1,则铁氧体的磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。
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)差分(增量)磁导率μΔ∶μΔ=△B/△H。
ΔB及△H是在(B1,H1)点所取的增量如图1和图2所示。
(5)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。
多种材料的磁导率
非铁磁性物质的μ近似等于μ0。
而铁磁性物质的磁导率很高,μ>〉μ0。
铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000;镍铁合金为2000;锰锌铁氧体为300~5000;坡莫合金为20000~200000。
空气的相对磁导率为1。
00000004;铂为1.00026;汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质,其相对磁导率都小于1,分别为0.999971、0.999974、0。
99990、0.999979、0.999982。
铁粉心磁导率10左右材料以优良的频率特性和阻抗特性良好的温度特性是雷达和发射机滤波用电感器最佳材料;磁导率33材料最适合在几十A到上百A的大电流逆变电感器,如果对体积和温升要求不高,可以使用其做频率底于50KHz的开关电源输出电感器,APFC电感器;磁导率75材料是做差模电感器和频率在20K左右的滤波电感器储能电感器的高性价比材料。
铁镍50该材料最适合用做差模电感器但是价格很高,由于原来国内能做铁镍钼的厂家做的铁镍钼性能很差,所以一些开关电源厂家和军工客户都使用铁镍50材料做储能电感器,其实这是错误的选择,因为这种材料的损耗仅好于铁粉心,是铁硅铝的2倍左右,是铁镍钼的三倍左右,但是该材料同样磁导率下,直流叠加特性好于铁硅铝材料,虽然它的Bs值达14000Gs,但是由于磁滞回线的形状不一样,所以它的直流叠加特性并不好于铁镍钼材料(只是原来国内能做的厂家做的性能较差)。
铁硅铝高性价比材料,是铁粉心的替代品(不包括低磁导率铁粉心)。
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磁导率
磁导率表示物质磁化性能的一个物理量,是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比,又成为绝对磁导率。
物质的绝对磁导率和真空磁导率(设为μ0=4*3.14*0.0000001H/m)比值称为相对磁导率,也就是我们一般意义上的磁导率。
对于顺磁质μr>1,对于抗磁质μr<1,但它们都与1相差很小(例如铜的μr与1之差的绝对值是0.94×10-5)。
然而铁磁质的μr可以大至几万。
非铁磁性物质的μ近似等于μ0。
而铁磁性物质的磁导率很高,μ>>μ0。
铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000;镍铁合金为2000;锰锌铁氧体为300~5000;坡莫合金为20000~200000。
空气的相对磁导率为1.00000004;铂为1.00026;汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质,其相对磁导率都小于1,分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。
所以,铜虽然具有抗磁性,但相对磁导率也有0.99990;纯铁为顺磁性物质,其相对磁导率会达到400以上。
所以用铜裹住铁并不能阻断磁力,而且是远远不能。
在某些特殊情况下,铜的抗磁性就会表现出来,如规格很小的烧结钕铁硼磁体D3*0.8电镀镍铜镍后,磁通量会降低7-8%(当然,这个损失还包括倒角和镍层屏蔽导致的磁损)。
直截了当地讲,磁场无处不在,是不能阻断的。
只不过各种物质导磁性有所差异,如空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等相对磁导率近似为1,它们对磁不感兴趣;而铁磁性材料如铸铁、铸钢、硅钢片、铁氧体、坡莫合金等材料具有良好的导磁性能,因此可用于导磁,也可用于隔磁(本质上还是导磁)。
磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。
常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
目录1简介2常用参数3功能4方法原理1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。
磁导率
磁导率magnetic permeability表征磁介质磁性的物理量。
常用符号μ表示,等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即B(矢量)=μH(矢量)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磁场强度矢量H磁场强度矢量H是为了磁场的安培环路定理得到形式上简化而引入的辅助物理量。
它的物理意义类似于电位移矢量D。
从定义的操作方面来看,磁感应强度是完全考虑磁场对于电流元的作用,而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响,这样磁感应强度就是同时由磁场的产生源与磁场空间所充满的介质来决定的。
相反,磁场强度则完全只是反映磁场来源的属性,与磁介质没有关系。
实际在前面已经说明,这两个概念在实际运用中各有其方便之处。
事实上,H的定义式为: H(矢量)=B(矢量)/μ磁通量magnetic flux表征磁场分布情况的物理量。
通过磁场中某处的面元dS的磁通量dΦ定义为该处磁感应强度的大小B与dS在垂直于B方向的投影dScosθ的乘积,即dΦ =BdScosθ式中θ是面元的法线方向n与磁感应强度B的夹角。
磁通量是标量,θ<90°为正值,θ>90°为负值。
通过任意闭合曲面的磁通量ΦB 等于通过构成它的那些面元的磁通量的代数和,即对于闭合曲面,通常取它的外法线矢量(指向外部空间)为正。
磁场的高斯定理指出,通过任意闭合曲面的磁通量为零,即它表明磁场是无源的,不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾,亦即不存在孤立的磁单极。
以上公式中的B既可以是电流产生的磁场,也可以是变化电场产生的磁场,或两者之和。
磁通密度是通过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量,它等于该处磁场磁感应强度的大小B。
磁通密度精确地描述了磁感线的疏密。
通量概念是描述矢量场性质的必要手段,通量密度则描述矢量场的强弱。
磁通量和磁通密度,电通量和电通密度都是如此。
在国际单位制(SI)中,磁通量的单位是韦伯(Wb)。
磁导率数值
磁导率数值
磁导率是物质对磁场的响应能力的度量,是衡量物质导磁性的物理量。
其数值通常用来表示物质对磁场的吸引或排斥程度。
磁导率数值的单位是亨利每米(H/m),常用符号是μ。
在真空中的磁导率被定义为4π×10^-7 H/m,通常用符号μ0表示。
对于其他物质,其磁导率数值相对于真空的磁导率而言可以是正值或负值。
正值代表物质对磁场表现出吸引特性,而负值代表物质对磁场表现出排斥特性。
不同物质的磁导率数值在数量上可能有所差异,取决于其导磁性质、化学成分以及物质状态(如温度等)。
例如,铁、镍等常见的铁磁性材料的磁导率数值通常较高。
而铜、铝等的磁导率数值较低,它们被称为非磁性材料。
总之,磁导率数值是一种衡量物质导磁性的重要物理量,不同物质的磁导率数值可以根据其对磁场的响应程度来区分。
磁导率 物理意义
磁导率物理意义
磁导率是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,产生磁通的阻力或是其在磁场中导通磁力线的能力。
其公式μ=B/H,其中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。
磁导率的物理意义主要体现在其描述磁场在特定介质中的传播特性和磁场强度与磁感应强度之间的关系。
不同材料的磁导率值各不相同,反映了材料内部原子或分子对磁场的响应能力。
此外,磁导率还用于描述不同材料对磁场的响应程度,其值的大小能够反映材料的磁性能。
例如,在电子设备中,电感器、变压器和线圈等磁性元件的性能与材料的磁导率密切相关。
磁导率单位换算
磁导率单位换算
磁导率是描述物质磁性的物理量,通常用符号μ表示,其单位是亨利每米(H/m)。
在国际单位制中,磁导率的单位可以通过基本单位换算得到。
在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉(T),电流的单位是安培(A),长度的单位是米(m)。
根据定义,磁导率μ等于磁感应强度B与磁场强度H的比值,即μ=B/H。
因此,磁导率的单位可以表示为:
μ = T / A·m
根据国际单位制的基本单位换算关系,1特斯拉等于1牛/安培·米,1安培等于1库仑/秒,1米等于10的9次方纳米。
因此,磁导率的单位可以进一步表示为:
μ = N / A²·s·m
这个单位可以简化为亨利每米(H/m),因为1亨利等于1牛/安培,1安培等于1库仑/秒,1米等于10的9次方纳米。
因此,磁导率的单位换算关系可以表示为:
1 H/m = 1 T / A·m = 1 N / A²·s·m
在实际应用中,磁导率的单位换算很重要。
例如,在电磁学中,磁导
率是描述材料对磁场的响应能力的重要参数。
不同材料的磁导率不同,可以通过实验测量得到。
在磁性材料的应用中,磁导率的大小和方向
决定了材料的磁性能,对于磁性材料的设计和制造具有重要意义。
总之,磁导率是描述物质磁性的重要物理量,其单位可以通过基本单
位换算得到。
在实际应用中,磁导率的单位换算很重要,对于磁性材
料的设计和制造具有重要意义。
介质相对磁导率
介质相对磁导率
介质相对磁导率是特殊介质的磁导率和真空磁导率μ₀的比值,用符号μr 表示。
对于理想介质而言,其相对磁导率为1,即μr=1,因此其磁导率即为真空中的磁导率μ0。
所以理想介质的磁导率等于μ0,其值约为4π×10^-7 H/m。
介质相对磁导率和磁导率之间的区别如下:
1、定义:磁导率是表征磁介质磁性的物理量,它等于磁感应强度B与磁场强度H之比,即μ=B/H。
而相对磁导率是某种材质磁导率与真空磁导率的比值,即μr=μ/μ0。
2、物理含义:磁导率描述了材料对磁场的响应程度,而相对磁导率描述了材料相对于真空的磁导率增益或减少的程度。
以上信息仅供参考,建议查阅专业书籍或咨询专业人士获取更准确的信息。
磁导率 磁化强度
磁导率磁化强度
磁导率是指材料在外加磁场作用下,磁化强度与磁场强度的比值。
常用符号为μ。
磁导率可以描述材料对磁场的响应能力。
高磁导率意味着材料对磁场的响应能力较强,而低磁导率则表示材料对磁场的响应能力较弱。
磁化强度是指材料在外加磁场的作用下,具有磁性的各个微观区域均受到磁化,并表现出磁性的强度。
磁化强度常用符号为M。
磁化强度可以描述材料在磁场中的磁性特性。
磁化强度与磁场强度之间的关系可以通过磁化曲线来表示。
磁导率变化规律总结
磁导率变化规律总结磁导率是一种描述物质对磁场的响应程度的物理量,它与物质的性质、温度、磁场强度等因素有关。
本文主要介绍了磁导率的定义、分类、测量方法和变化规律,以及磁导率对工程应用的影响和意义。
一、磁导率的定义和分类1.1 磁导率的定义磁导率是一种描述物质对磁场的响应程度的物理量,它是由物质中的原子或分子的磁矩产生的附加磁场与外加磁场之比。
数学上,磁导率可以表示为:μ=B H其中,B是物质中的总磁感应强度,H是外加磁场强度。
在国际单位制中,磁导率的单位是亨利每米(H/m)。
1.2 磁导率的分类根据物质对磁场的响应方式,可以将物质分为三类:顺磁性、反磁性和铁磁性。
顺磁性物质:当外加磁场时,物质中的原子或分子的磁矩会与外加磁场方向一致,从而产生一个增强外加磁场的附加磁场。
顺磁性物质的磁导率大于零,但远小于1。
例如,氧气、铝、钛等。
反磁性物质:当外加磁场时,物质中的原子或分子的磁矩会与外加磁场方向相反,从而产生一个削弱外加磁场的附加磁场。
反磁性物质的磁导率小于零,但绝对值远小于1。
例如,水、铜、金等。
铁磁性物质:当外加磁场时,物质中存在着一些微观区域(称为魏斯区),它们具有很强的自发磁化现象,即使没有外加磁场,也有一定的剩余磁性。
当外加磁场时,这些魏斯区会尽可能地与外加磁场方向一致,从而产生一个远远大于外加磁场的附加磁场。
铁磁性物质的磁导率远大于1,甚至可以达到几千或几万。
例如,铁、钴、镍等。
二、测量方法测量物质的相对磁导率(即与真空中光速平方之比)有多种方法,其中常用的有下列几种:2.1 悬挂法悬挂法是利用顺(反)磁性物质在非均匀外加磁场中受到力的作用而发生偏转来测量其相对继续写:相对磁导率的方法。
具体步骤如下:将待测样品制成细长条形,并用细丝悬挂在水平方向上。
将两个同极性的永久磁铁放置在样品的两侧,使样品处于非均匀磁场中。
调节磁铁的距离和方向,使样品达到稳定的偏转角度。
用角度测量仪或游标卡尺测量样品的偏转角度。
材料的磁导率
材料的磁导率磁导率是描述材料对磁场的响应能力的物理量,通常用符号μ表示。
磁导率是一个重要的材料参数,它对于材料的磁性能以及在电磁应用中的性能起着至关重要的作用。
首先,我们来了解一下磁导率的定义。
磁导率是指材料在磁场中的磁化能力与磁场的关系。
在国际单位制中,磁导率的单位为亨利每米(H/m)。
磁导率的大小取决于材料的磁性质,不同的材料对磁场的响应能力是不同的。
磁导率可以分为绝对磁导率和相对磁导率两种。
绝对磁导率是指材料在磁场中的磁化能力与磁场的关系,它是一个材料固有的物理量。
而相对磁导率是指材料在外加磁场下的磁化能力与真空中的磁化能力的比值,通常用符号μr表示。
相对磁导率是描述材料相对于真空的磁化能力的物理量。
磁导率对于材料的磁性能有着重要的影响。
在电磁应用中,磁导率决定了材料在磁场中的性能,比如在变压器、电感器等电磁器件中,磁导率的大小直接影响了器件的性能和效率。
因此,对于不同的电磁应用,需要选择合适的磁导率的材料,以确保器件的性能和效率。
除了对电磁应用的影响外,磁导率还对材料的磁性能有着重要的影响。
不同的磁导率的材料在磁场中的响应能力是不同的,这直接影响了材料的磁性能。
因此,磁导率是描述材料磁性能的重要参数,对于研究和应用具有重要的意义。
总之,磁导率是描述材料对磁场的响应能力的重要物理量,它对于材料的磁性能以及在电磁应用中的性能起着至关重要的作用。
磁导率的大小取决于材料的磁性质,不同的材料对磁场的响应能力是不同的。
磁导率对于材料的磁性能和在电磁应用中的性能有着重要的影响,因此对于不同的电磁应用,需要选择合适的磁导率的材料,以确保器件的性能和效率。
磁导率是描述材料磁性能的重要参数,对于研究和应用具有重要的意义。
磁导率计算
磁导率计算磁导率是指物质在外加磁场中对磁场的响应能力。
它是描述物质磁性质的重要参数。
磁导率决定了物质的磁化情况,对于电磁学和材料科学具有重要意义。
磁导率可以分为真空磁导率和物质磁导率两种。
真空磁导率是空气或真空中的磁导率,通常用符号μ0表示。
它是最基本的磁导率单位,其值为4π×10-7 H/m。
真空磁导率在电磁学中起到了非常重要的作用,它决定了光速以及电磁波的传播速度。
而物质磁导率则是指物质在外加磁场中的磁化响应能力。
磁场可以使物质内部的磁矩发生取向或排列变化,从而形成磁化强度。
物质磁导率通常用符号μ表示,是真空磁导率μ0与相对磁导率的乘积,即μ = μ0 ×μr。
物质的相对磁导率μr是物质对磁场响应能力的度量,它是物质磁化率与真空磁导率之比。
物质磁导率可以是正值、负值或复数,具体取决于物质的特性。
磁导率的计算过程涉及到物质的磁化特性和磁场的影响。
在计算过程中,需要了解物质的磁化率以及磁场的强度。
磁化率的单位通常用亚当/米(A/m)或本斯(B"H"/m)来表示,它是比例常数,反映了物质对外加磁场的响应能力。
磁场的强度通常用安培/米(A/m)来表示,它是磁场对单位长度的作用力。
根据磁场的强度和物质的磁化率,可以计算出物质的磁化强度。
磁导率的计算对于很多领域都有指导意义。
在电磁学中,磁场的强度和磁导率的计算可以帮助我们了解电磁场的特性,预测电磁波的传播速度,优化电磁设备的设计。
在材料科学中,磁导率的计算可以帮助我们研究不同物质的磁性质,寻找新型材料,并应用于磁性材料的制备和应用。
总之,磁导率是描述物质对磁场响应能力的重要参数。
它包括真空磁导率和物质磁导率两种。
磁导率的计算涉及到物质的磁化特性和磁场的强度。
磁导率的计算对于电磁学和材料科学具有重要意义,能够指导我们了解和应用磁性材料的特性。
磁导率——精选推荐
磁导率 (magnetic permeability) 磁性合金的磁感应强度B与磁场强度H的比值,μ=B/H,又称绝对磁导率,单位为H/m。
分类在工程实用中,磁导率术语都是指相对磁导率,为物质的绝对磁导率μ与磁性常数μ0(又称真空磁导率)的比值,μr=μ/μ0,为无量纲值。
通常“相对”二字及符号下标r都被省去。
磁导率是表示物质受到磁化场H作用时,内部的真磁场相对于H的增加(μ>1)或减少(μ<1)的程度。
在实际应用中,磁导率还因其技术磁化条件的不同而分为多种,其中磁性合金常用的有:(1)起始磁导率μi。
磁中性化的磁性合金,当磁场强度趋近于无限小时磁导率的极限值。
在实际测量中,-般规定某低值条件下的磁导率作为起始磁导率。
(2)最大磁导率μm。
对应基本磁化曲线上各点磁导率的最大值。
(3)微分磁导率μd。
与B-H曲线上某-点的斜率相对应的磁导率μd=dB/dH。
(4)脉冲磁导率μp。
在脉冲磁场的作用下,磁通密度增量△B与磁场强度增量△H的比值,μp=△B/△H。
(5)理想磁导率μid。
磁性合金同时经受-定数值的交流磁场强度(其幅值使材料趋于饱和且波形近似正弦)和给定的直流磁场强度作用,然后将交流磁场强度逐渐降为零,此时磁通密度与相应的直流磁场强度的比值。
这样得到的理想磁导率为所加直流磁场强度的函数。
理想磁导率又称无磁滞磁导率,主要用于弱磁性材料和软磁材料的瑞利区。
(6)复数磁导率μ。
合金中磁通密度B与磁场强度H的复数商,表示B和H在时间相位上不同。
假定B的空间矢量和H的空间矢量是平行的,μ=μ'-jμ''。
这里μ'为复数磁导率的实部,又称弹性磁导率;μ''为复数磁导率的虚部,对应于合金的磁损耗,又称粘性磁导率。
许多应用场合常常要求以串联或并联项表示复数磁导率即μ=μs'-jμs''和1/μ=1/μp'-1/jμp''。
磁导率单位换算
磁导率单位换算介绍磁导率是表征材料对于磁场的响应程度的物理量,它描述了材料在给定的磁场中的磁化能力。
磁导率的单位换算是在磁学研究中常用的操作,本文将深入探讨磁导率单位换算的相关知识。
磁导率的定义磁导率(μ)定义为材料中磁感应强度(B)与磁场强度(H)之比,即μ = B/H。
磁导率的单位由国际单位制(SI)规定,为亚伏每米(A/m)。
磁导率单位换算在磁导率的单位换算中,常用的单位包括亚伏每米(A/m)、毫亨每米(mH/m)、高斯每安培(G/A)等。
下面将详细介绍它们之间的换算关系。
1. 亚伏每米(A/m)亚伏每米是国际单位制中磁导率的基本单位,表示每米长度内磁感应强度与磁场强度之比。
其他单位都可以通过亚伏每米与其他物理量之间的换算关系来换算。
2. 毫亨每米(mH/m)毫亨每米是一个常用的磁导率单位,通常用于描述铁磁材料。
它与亚伏每米之间的换算关系为1 mH/m = 4π × 10^-3 A/m。
换句话说,如果要将亚伏每米转换为毫亨每米,需要将亚伏每米乘以4π × 10^-3。
3. 高斯每安培(G/A)高斯是用于表示磁感应强度的单位,安培是用于表示电流强度的单位。
高斯每安培表示单位电流在单位长度上产生的磁感应强度。
磁感应强度与磁导率之间的换算关系为1 G/A = 10^-3 T = 4π × 10^-3 A/m。
换句话说,如果要将亚伏每米转换为高斯每安培,需要将亚伏每米乘以4π × 10^-3。
磁导率的应用磁导率在物理学和工程学中有广泛的应用。
以下介绍几个磁导率的应用领域。
1. 电磁感应根据法拉第电磁感应定律,变化的磁场可以引起感应电动势。
磁导率的概念可以帮助我们理解电磁感应现象,并为电动势的计算提供依据。
2. 电感电感是指导体中产生感应电动势的能力,与导体的磁导率密切相关。
通过了解磁导率的概念,我们可以更好地理解电感对电流变化的影响。
3. 材料磁性磁导率可以用来描述材料对磁场的响应程度,不同材料的磁导率不同。
绝对磁导率和相对磁导率
绝对磁导率和相对磁导率磁导率是描述物质对磁场响应能力的物理量,分为绝对磁导率和相对磁导率两种。
一、绝对磁导率绝对磁导率是指物质在真空中对磁场的响应能力,用符号μ0表示,其单位是亨利每米(H/m)。
绝对磁导率μ0是真空中磁场强度H与磁感应强度B之间的比值,即μ0 = B/H。
真空是没有任何物质存在的空间,因此绝对磁导率μ0是一个常量。
绝对磁导率μ0在物理学中扮演着重要的角色,它与真空中的光速c有关。
根据麦克斯韦方程组,光速c等于真空中的电磁波的传播速度,而光速c可以表示为c = 1/√(ε0μ0),其中ε0是真空中的绝对介电常数。
因此,绝对磁导率μ0与真空中的光速c是密切相关的。
二、相对磁导率相对磁导率是指物质在磁场中对磁场的响应能力,用符号μr表示,其单位是无量纲。
相对磁导率μr是物质中磁感应强度B与磁场强度H之间的比值,即μr = B/H。
相对磁导率描述了物质相对于真空的磁场响应能力。
相对磁导率μr是一个与物质本身特性有关的物理量,不同物质的相对磁导率值不同。
对于某些物质,相对磁导率可以大于1,表示该物质对磁场的响应能力比真空强;而对于某些物质,相对磁导率可以小于1,表示该物质对磁场的响应能力比真空弱。
相对磁导率的大小与物质中的磁性有关。
具有磁性的物质,如铁、镍、钴等,其相对磁导率通常较大,远大于1;而非磁性物质,如木材、塑料等,其相对磁导率通常接近于1,即无明显的磁场响应能力。
绝对磁导率和相对磁导率在物理学和工程学中有着广泛的应用。
它们在电磁场理论研究、电磁设备设计和磁性材料应用等方面发挥着重要作用。
总结:绝对磁导率和相对磁导率是描述物质对磁场响应能力的物理量。
绝对磁导率是指物质在真空中对磁场的响应能力,而相对磁导率是指物质在磁场中对磁场的响应能力。
绝对磁导率μ0是真空中的常量,而相对磁导率μr与物质本身特性有关。
绝对磁导率和相对磁导率在物理学和工程学中有着广泛的应用,对于理论研究和实际应用都具有重要意义。
磁导率和自感系数
磁导率和自感系数磁导率和自感系数磁导率μ在各向同性的均匀磁介质中,B与H成正比关系: B=μHμ称为磁介质的磁导率μ=B/H,磁介质的磁导率μ=μ0(1+χm)磁介质的相对磁导率μr =(1+χm)是磁化曲线上任意一点上B和H的比值。
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。
磁导率是软磁材料的另一个非常重要的指标。
相对初始磁导率μi定义为在SI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。
1T=10000Gs,1A/m=4πe-3 Oe ,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。
铁芯损耗角Ψ要使磁性材料有磁感应强度B时,必须要有磁场强度H。
对于交流电,磁感应强度B与磁场强度H并不同步,磁感应强度B总是落后于磁场强度H,落后的角度就是铁芯损耗角。
磁导率和损耗角不是一个常量可以通过铁芯磁化特性曲线查到。
在电流互感器正常工作范围内,磁感应强度B越大,铁芯损耗角越大。
电流互感器额定电流,额定电流比额定电流本意为在此电流下可以长期工作而不会损坏,额定的输入输出电流分别称额定一次电流、额定二次电流,额定一次电流与额定二次电流比值称额定电流比,用Kn表示。
对用户而言通常关心的是额定电流,在微型电流互感器额定电流标称为如:5A/2.5mA 表示额定一次电流5A、额定二次电流2.5mA ,额定电流比为2000 。
额定电流是设计微型电流互感器的主要依据。
电流互感器比差比差也称比值差:比差就是二次电流与实际一次电流按额定电流比折算成的理论二次电流的差值,并用与后者的百分数表示,对于未经过补偿的微型电流互感器的比差均为负值。
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磁导率表示物质磁化性能的一个物理量,是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比,又成为绝对磁导率。
物质的绝对磁导率和真空磁导率(设为μ0=4*3.14*0.0000001H/m)比值称为相对磁导率,也就是我们一般意义上的磁导率。
对于顺磁质μr>1,对于抗磁质μr<1,但它们都与1相差很小(例如铜的μr与1之差的绝对值是0.94×10-5)。
然而铁磁质的μr可以大至几万。
非铁磁性物质的μ近似等于μ0。
而铁磁性物质的磁导率很高,μ>>μ0。
铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200~400;硅钢片为7000~10000;镍锌铁氧体为10~1000;镍铁合金为2000;锰锌铁氧体为300~5000;坡莫合金为20000~200000。
空气的相对磁导率为1.00000004;铂为1.00026;汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质,其相对磁导率都小于1,分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。
所以,铜虽然具有抗磁性,但相对磁导率也有0.99990;纯铁为顺磁性物质,其相对磁导率会达到400以上。
所以用铜裹住铁并不能阻断磁力,而且是远远不能。
在某些特殊情况下,铜的抗磁性就会表现出来,如规格很小的烧结钕铁硼磁体D3*0.8电镀镍铜镍后,磁通量会降低7-8%(当然,这个损失还包括倒角和镍层屏蔽导致的磁损)。
直截了当地讲,磁场无处不在,是不能阻断的。
只不过各种物质导磁性有所差异,如空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等相对磁导率近似为1,它们对磁不感兴趣;而铁磁性材料如铸铁、铸钢、硅钢片、铁氧体、坡莫合金等材料具有良好的导磁性能,因此可用于导磁,也可用于隔磁(本质上还是导磁)。
磁导率英文名称:magnetic permeability 表征磁介质磁性的物理量。
常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
目录1简介2常用参数3功能4方法原理1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)的磁导率是1,则铁氧体的磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密度是10,000倍。
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2常用参数(1)初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率公式(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),即公式(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)差分(增量)磁导率μΔ∶μΔ=△B/△H。
ΔB及△H是在(B1,H1)点所取的增量如图1和图2所示。
(5)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)。
本章介绍的磁性元件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:公式(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)。
公式(5)温度系数aμ°温度系数为温度在T1~T2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。
3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。
4方法原理说起磁导率μ的测量,似乎非常简单,在材料样环上随便绕几匝线圈,测其电感,找个公式一算就完了。
其实不然,对同一只样环,用不同仪器,绕不同匝数,加不同电压或者用不同频率都可能测出差别甚远的磁导率来。
造成测试结果差别极大的原因,并非每个测试人员都有精力搞得清楚。
本文主要讨论测试匝数及计算公式不同对磁导率测量的影响。
2.1 计算公式的影响大家知道,测量磁导率μ的方法一般是在样环上绕N匝线圈测其电感L,因为可推得L的表达式为:L=μ0 μN^2A/l (1)所以,由(1)式导出磁导率的计算公式为:μ=Ll/μ0N^2A (2)式中:l为磁心的磁路长度,A为磁心的横截面积。
对于具有矩形截面的环型磁芯,如果把它的平均磁路长度l=π(D+d)/2就当作磁心的磁路长度l,把截面积A=h(D-d)/2,μ0=4π×10-7都代入(2)式得:μ=L(D+d)*10/4Nh(D-d) (3)式中,D为环的外直径,d为内径,h为环的高度,如图2所示。
把环的内径d=D-2a 代入(3)式得:μ=L(D-a)*10/4Nha (4)式中:a为环的壁厚。
对于内径较小的环型磁心,内径不如壁厚容易测量,所以用(4)式比较方便。
(4)式与(3)式是等效的,它们的由来是把环的平均磁路长度当成了磁心的磁路长度。
用它们计算出来的磁导率称为材料的环磁导率。
有人说用环型样品测量出来的磁导率就叫环磁导率,这种说法是不正确的。
实际上,环磁导率比材料的真实磁导率要偏高一些,且样环的壁越厚,误差越大。
对于样环来说,在相同安匝数磁动势激励下,磁化场在径向方向上是不均匀的。
越靠近环壁的外侧面,磁场就越弱。
在样环各处磁导率μ不变的条件下,越靠近环壁的外侧,环的磁通密度B就越低。
为了消除这种不均匀磁化对测量的影响,我们把样环看成是由无穷多个半径为r,壁厚无限薄为dr的薄壁环组成。
根据(1)式,可写出每个薄壁环产生的电感dL为:(5)由(5)式对r从内半径r1到外半径r2积分,既得到整个样环产生的电感L:(6)由(6)式导出计算磁导率的精确公式为:(7)为了便于实际应用,可把(7)式化为;(8)上式中:D为样环外径,d为内径。
把自然对数换为常用对数,(8)式被化为:(9)如果样环是由同一种材料组成,则用(7)、(8)或(9)式计算出来的磁导率就是其材料的真正磁导率μ。
它比其环磁导率略低一些。
2.2 测试线圈匝数N的影响由于电感L与匝数N2成正比,按理说用(9)式计算出来的磁导率μ不应该再与匝数N 有关系,但实际上却经常有关系。
关于材料磁导率的测量,一般使用的测试频率都不高,经常在1kHz或10kHz的频率测试。
测试信号一般都是使用正弦信号,因为频率不高,样环绕组线圈阻抗的电阻部分可忽略不计,把绕组线圈看作一个纯电感L接在测量仪器上。
测试等效电路如图所示,仪器信号源产生的电压有效值为U,Ri为信号源的输出阻抗。
由图3很容易写出磁化电流的表达式:(10)上式中,ω为仪器信号源的角频率,L为样环绕组线圈的电感。
L=μ0μN2Ae /le (11)(11)中,Ae为磁心的有效截面积,le为磁心的有效磁路长度。
如果把环型磁心的Ae 和le代入,(11)式就会变为与(6)式的结果相同。
测试电流产生的有效磁场强度峰值Hm为:(12)把(10)式和(11)式都代入(12)式得到:(13)由(13)式可知,当(ωμ0μAe)2N4远小于le2Ri2时,(13)式可近似为:(14)上式告诉我们,测试线圈匝数很少时,测试磁场强度与匝数成正比。
随着匝数的增多,当达到(ωμ0μAe)2N4远大于le2Ri2时,(13)式可近似为:(15)由(15)式可知,测试线圈匝数太多时,测试磁场强度又会与匝数成反比。
从以上分析得知,测量磁导率时,样环中的磁化场强度与测试线圈的匝数有关,当匝数为某一定值时磁场强度就会达到最强值。
而材料的磁导率又与磁化场强密切相关,所以导致磁导率的测量与测试线圈匝数有关。
结合图具体讨论匝数对磁导率测试的影响。
2.2.1测试电压U较低的情况如前所述,对于高档仪器,如Agilent 4284A精密LCR 测试仪,它的测试电压可以调得极低,以至于测试磁场强度随匝数的变化达到最强时,仍然没有超出磁导率的起始区。
这时测得的总是材料的起始磁导率μi,它与测试线圈匝数N无关。
用同一台仪器,如果把测试电压调得比较高,不能再保证不同匝数测得的磁导率都是起始磁导率,这时所测得的磁导率又会与测试线圈匝数有关了。
2.2.2 测试电压U不能调的情况绝大多数测量电感的简便仪器,其测试电压和频率都不能灵活调节。
如2810 LCR电桥,其测试频率为100Hz或1kHz,测试电压小于0.3V。
[1]磁屏蔽编辑把磁导率不同的两种介质放到磁场中,在它们的交界面上磁场要发生突变,这时磁感应强度B的大小和方向都要发生变化,也就是说,引起了磁感线的折射。