磁铁特有用语说明

磁铁特有用语说明

磁量与磁矩

相当于“电荷”的“磁量”（Magnetic Charge）其符号为“N”，“S”。

N极、S极的磁荷与N极、S极间的距离积相当于力学的力矩，因此叫磁矩。

因为磁铁是由无数磁矩汇成的,所以在磁铁的表面存在着“N”、“S”极。

磁性物质被均匀磁化时的每一单位体积的磁矩被称为“磁极化”J（magnetic polarization）或“磁化的强度”M（intensity of magnetization）。用j=∮Oh来表示。

磁场

在地球上存在着磁场，不用说是永久磁铁，即使在通电的引线周边也存在着磁场。磁场的单位为SI用A/m（CGS单位用Oe）表示。

例如地球磁场大致为24A/m（0.3Oe），如果有1.6MA/m（20，000Oe）左右的磁场，虽然可通过电磁铁以很简单方法制成磁场，但要产生比此更强的磁场需要各方面研究才能获得。

磁化

将磁铁原材料放入磁场中，那么此原材料就会出现磁性变化，我们称此变化为磁化。另外此磁化的变化程度用“磁化强度”来表示，记号为M，单位是A/m（CGS系记号为4π或4πI，单位为G）。

饱和磁化

随着磁场不断进入磁铁原材料，原材料的磁化增加最终饱和，我们称此量为饱和磁化。

例如：钡铁氧体磁铁的饱和磁化（JS）大致是0.44T（4，400G）；2-17系钐钴钡大致为1.1T，钕铁硼磁铁大致是1.6T。

粘结磁铁的饱和磁化是用

磁铁粉的饱和磁化×磁石粉的体积含有率求出来的。

粘结磁铁常用的钡铁氧体粉与锶铁氧体粉大概为0.45T（在100%饱和情况下的值）必需不断地使磁铁粉有真密度是磁粉的饱和磁化所利用的工作（所谓的真比重）。

若举例每种磁铁粉的概略真密度，钕铁硼磁铁为7.6g /cm3、2-17系列钐钴磁铁为8.4 g/ cm3、锶铁氧体磁铁为5.1g/ cm3、钡铁氧体磁铁为5.1g/ cm3

起磁

使磁铁原材料磁化达到饱和的充磁作业叫起磁。清除起磁时所要的磁场就会使磁化残留在磁铁原材料上。磁铁原材料是由这里开始转变为永久磁铁的.

起磁采用的磁场强度一般设在[矫磁Hcj3~5倍以上的强度]

磁通量(磁感应)

通过起磁,磁铁原材料被磁化，这时原材料上会有磁通量通过。每一单位面积的磁通量称之为磁通密度（磁感应强度）记号为B，单位与磁化强度单位相同。

由于此磁通密度可以用B=J+μoH（H是磁场强度）来表示，所以由外部加入原材料的磁通密度μoH及当时通过磁化μoM（严格称之磁极化）加入的磁通密度相等。

因空气磁场强度与磁场强度关系几乎为0（也就是空气的4π1几乎为0）所以除了起磁用的磁场外，在取出磁铁后其磁铁周边的磁场大小将会是当时原来的磁场）。

残留磁感应强度、矫顽力

磁滞曲线

让我们调查一下缓缓向磁铁原材料加磁场或减少磁场，及加入相反的磁场时，磁铁原材料磁化强度及磁感应强度是如何变化的。

首先向磁铁原材料缓缓加入磁场，原材料随之磁化加强达到饱和。在这里这种磁化过程称之为初磁化过程。

接着减少磁场，将向磁铁原材料加入的外部磁场减至0时，磁铁原材料所持有的磁通密度叫残留磁通密度Br（残留磁感应）。另又从无外部磁场的情况下向与之前相反方向加磁场时，就会发现磁化及磁通密度都开始减少。

跟着磁通量无法通过磁铁原材料。这时称所需要的磁场大小叫做矫磁力Hcb。

再增加反方向磁场时，磁通开始向之前的相反方向流动。在某一程度上磁化也跟着消失。这时的磁场大小称之为矫磁力Hcj。

也就是矫磁力有两种：一种是将磁通密度B定为0的磁场Hcb，另一种是将磁场强度J定为0的磁场Hcj。

那么将反磁场增加超过矫磁力Hcj点时，磁化与开始时方向相反，与反磁场方向一致，最终磁化达到饱和。

这种反复描绘的曲线称之为磁滞曲线（磁力履历曲线、B-H曲线）

去磁场

永久磁铁是可通过自己制作的N极、S极向外部发出磁场，以及在磁铁内部也同样可通过N极S极产生磁场，称为去磁场。其大小、方向与磁铁内部的磁通密度不同，去磁场起着减少本身的磁化作用，N极、S极越接近也就是磁铁的尺寸比（长度/直径）越小，去磁场就作用越大。

去磁曲线

由于永久磁铁所利用的是磁化后剩余的磁通，所以即使是再大的去磁，磁感应强度也不会消失，而且残留的越多磁铁就越具备良好的特性。

因此可以说好的磁铁所需要的条件是残留磁感应强度及大的矫磁力HcB。运用去磁曲线掌握逆磁场大小对磁通量的变化，此曲线即是表示磁感应强度与磁场关系的磁滞曲线的第二象限。

评价永久磁铁的第一步首先要看去磁曲线。

“去磁曲线”原本是针对B-H曲线称呼的，现在也用在J-H曲线上，这样必须得留意“去磁”的意思。

J-H曲线上的“去磁”是指通过物质内部的变化（磁畴壁的移动及磁化的反转等）仅J减少的意思。

而另一方面B-H曲线上的“减磁”是指在J减少上，由外部加入了磁感应强度（与J 反向）。

理想的磁铁虽然J不会减到Hcj，但B会减少，所以就概念上讲“去磁曲线”应仅限定于B-H曲线

动作点

磁铁上运动的有效磁场（去磁+外部磁场）在-Hd（Hd>0）时，磁铁会产生相对B-H去磁曲线上的H=-Hd的磁感应强度Bd。在这里称P=Bd/μoHd为磁导率系数。

磁导率（Permeance）是指易浸透量。它的由来是Bd/μoHd相当于将磁通量当作电流时的电导率（电流/电压）。斜度等同Bd/μoHd，且将通过原点的直线叫动作线，动作线与去磁曲线的交点称之为相对磁铁的动作点。

动作点会随着磁铁周围情况而变化。例如：起磁后的磁铁动作点为下图的P点，如将铁片靠近此磁铁，磁铁内的有效磁场向正侧偏移，由于被铁片诱导后的磁化给予其磁铁“引力磁场”，去磁场部分成为消失状态。其结果动作点向磁感应强度大的方向移动。这种变化常称之为“向高磁导率侧偏移”在磁铁与铁片间加入引力，整体的磁能积会降低，因此将整个系列更加稳定化，使磁铁在单独的情况下更难去磁。也就是“高磁导率情况”就是更难去磁的情况。“单独的磁铁”的“向高磁导率侧偏移”是指N极、S极变细长及制成V形、马蹄形，靠近N、S极，不易去磁的意思。

最大磁能积

磁铁的磁特性判定标准首先是确认去磁曲线。也就是要知道某一去磁场Hd在某一时候能产生多少磁感应强度。

有一种简单的判定磁铁的磁特性方法，是采用动作点上的Hd×Bd积最大值，由于Hd×Bd与磁铁向外部空间可发出的磁铁单位体积的能量成正比，所以称最大值为最大磁能积。

最大磁能积的单位SI系为J/m3、CGS系为Goe

最好的磁铁设计是动作点能够达到最大磁能积点上。理由是在发出所需要的磁能积下，能够将磁铁的体积设计到最小。