磁阻
一文带你了解隧道磁阻技术(TMR)
一文带你了解隧道磁阻技术(TMR)
一、概述
1、磁阻概念:材料的电阻会因外加磁场而增加或减少,电阻的变化量称为磁阻(Magnetoresistance)。
物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。
同霍尔效应一样,磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。
从一般磁阻开始,磁阻发展经历了巨磁阻(GMR)、庞磁阻(CMR)、异向磁阻(AMR)、穿隧磁阻(TMR)、直冲磁阻(BMR)和异常磁阻(EMR)。
2、磁阻应用:磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领域。
磁阻器件由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域得到广泛应用,如数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统、伪钞检别、位置测量等。
3、穿隧磁阻效应(TMR):穿隧磁阻效应是指在铁磁-绝缘体薄膜(约1纳米)-铁磁材料中,其穿隧电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化的效应。
TMR效应由于具有磁电阻效应大、磁场灵敏度高等独特优势,从而展示出十分诱人的应用前景。
此效应更是磁性随机存取内存与硬盘中的磁性读写头的科学基础。
二、穿隧磁阻效应(TMR)的物理简释
从经典物理学观点看来,铁磁层(F1)+绝缘层(I)+铁磁层(F2)的三明治结构根本无法实现电子在磁层中的穿通,而量子力学却可以完美解释这一现象。
当两层铁磁层的磁化方向互相平行,多数自旋子带的电子将进入另一磁性层中多数自旋子带的空态,少数自旋子带的电子也将进入另一磁性层中。
磁阻的公式
磁阻的公式磁阻是指磁场影响电流的能力,它是物理学中最重要的概念之一。
磁阻的定义是电流通过一段磁性材料(用称为磁场)时阻碍的程度。
它用来描述磁场变化时影响电流的机制。
它的大小可以用不同的表达方式来表示,其中最常用的是磁阻公式。
磁阻公式是一个定性公式,用来表示磁阻大小相关的系数和变量。
磁阻公式的参数如下:1.阻(R):电阻是导体对电流和电场的反应。
一般磁阻公式中电阻Rs是固定的参数,它代表着磁阻系数。
2.加速度(ω):角加速度ω是指在单位时间内,电流穿过磁性材料时围绕轴的转角变化的平均值。
它决定了电流通过磁场的效率。
3.场强度(B):磁场强度是指磁场的偏移程度,它决定了电流的抵抗大小,因此影响磁阻大小。
4.导率(μ):磁导率μ是指物质中电流流动所需要的磁力。
它可以用来衡量磁场对电流的影响程度。
根据以上参数,磁阻公式是这样的:R =Bμ磁阻公式说明了电流在磁场中流动时受到的阻力大小。
这个公式可以用来计算磁场改变时,电流受到的阻力大小。
例如,当电场强度变化时,角加速度ω会发生变化,从而改变磁阻值。
磁阻公式也可以用来研究电磁感应和励磁的原理:当电流通过一个磁场时,磁场强度会改变,从而引起电场强度变化,从而引起电流受到的阻力大小也会发生变化;而当磁场强度改变时,电流也会受到影响而发生励磁。
电流改变时,磁阻公式也可以被用来研究机电设备的工作原理:电流流过磁性材料改变了电场强度,从而引起磁场变化,最终改变了电流的抵抗,从而使机电设备的运行受到影响。
磁阻公式广泛应用于日常生活中,比如电磁炉、洗衣机、电视机等电器产品,也可以用来研究电力系统、电力电子技术以及计算机存取技术等。
磁阻公式在物理学上有着重要的作用,它可以帮助我们理解磁场如何影响电流,从而影响电器产品、电力系统以及计算机存取技术等,这样才能保证电子设备、电力系统和计算机技术的正常运行。
因此,理解和运用磁阻公式对我们的日常生活和工作都有着重大的意义。
磁阻效应
所谓巨磁阻效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁 阻是一种量子力学效应,它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。 当铁磁层的磁矩相互平行时,载流子与自旋有关的散射最小,材料有最小的电阻。当铁磁层的磁矩为反平行时, 与自旋有关的散射最强,材料的电阻最大。
磁阻效应
某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象
01 含义
03 分类 05 应用
目录
02 工作原理 04 发展经历 06 实验原理
磁阻效应(Magnetoresistance Effects)的定义:是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的 现象。金属或半导体的载流子在磁场中运动时,由于受到电磁场的变化产生的洛伦兹力作用,产生了磁阻效应。
对所有非磁性金属而言,由于在磁场中受到洛伦兹力的影响,传导电子在行进中会偏折,使得路径变成沿曲 线前进,如此将使电子行进路径长度增加,使电子碰撞机率增大,进而增加材料的电阻。磁阻效应最初于1856年 由威廉·汤姆森,即后来的开尔文爵士发现,但是在一般材料中,电阻的变化通常小于5%,这样的效应后来被称 为“常磁阻”(ordinarymagnetoresistance,OMR)。
应用
磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存 储(磁卡、硬盘)等领域。
磁阻器件由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域得到广泛应 用,如数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统、伪钞检别、位置测量等。
其中最典型的锑化铟(InSb)传感器是一种价格低廉、灵敏度高的磁阻器件磁电阻,有着十分重要的应用价 值。
磁阻计算公式
磁阻计算公式计算磁阻公式:Zm=L/uS。
Zm表示磁阻,L表示磁路长度;u表示磁导率,S表示磁路截面积。
永磁体提供磁通,经过软磁体连接后在空隙处产生磁场。
磁路中的总磁通量是守恒的,但在空隙处的磁通密度相对降低,因有部分磁通在非空隙处流失,称之为漏磁,导致磁路中的磁阻。
1、常磁阻(OrdinaryMagnetoresistance,OMR)对所有非磁性金属而言,由于在磁场中受到洛伦兹力的影响,传导电子在行进中会偏折,使得路径变成沿曲线前进,如此将使电子行进路径长度增加,使电子碰撞机率增大,进而增加材料的电阻。
磁阻效应最初于1856年由威廉·汤姆森,即后来的开尔文爵士发现,但是在一般材料中,电阻的变化通常小于5%,这样的效应后来被称为“常磁阻”(ordinarymagnetoresistance,OMR)。
2、巨磁阻(GiantMagnetoresistance,GMR)所谓巨磁阻效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。
巨磁阻是一种量子力学效应,它产生于层状的磁性薄膜结构。
这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。
当铁磁层的磁矩相互平行时,载流子与自旋有关的散射最小,材料有最小的电阻。
当铁磁层的磁矩为反平行时,与自旋有关的散射最强,材料的电阻最大。
3、超巨磁阻(ColossalMagnetoresistance,CMR)超巨磁阻效应(也称庞磁阻效应)存在于具有钙钛矿(Perovskite)ABO3的陶瓷氧化物中。
其磁阻变化随着外加磁场变化而有数个数量级的变化。
其产生的机制与巨磁阻效应(GMR)不同,而且往往大上许多,所以被称为“超巨磁阻”。
如同巨磁阻效应(GMR),超巨磁阻材料亦被认为可应用于高容量磁性储存装置的读写头。
不过,由于其相变温度较低,不像巨磁阻材料可在室温下展现其特性,因此离实际应用尚需一些努力。
磁阻的计算公式
磁阻的计算公式
《磁阻计算公式》——探索物理机制以实现极致性能
磁阻是一种包含磁体和空气的微小电路。
它用于把一个电路中的电流转换成另一个电路中的电压。
计算磁阻需要考虑到磁体的相关参数,以下是需要考虑的主要计算公式:
1. 基本公式:R = μℇl / A,这里R表示磁阻,μ表示磁介质的磁导率,
l表示磁通的长度,A表示磁通的截面积。
2. 交磁阻计算公式:R = 4πμl / A,其中4πμ表示交磁阻系数Km。
3. 热抗性公式:R = (1/Ri + 1/Rb) -1,其中Ri表示内部热抗性,Rb表
示外部热抗性。
4. 复磁阻计算公式:R = √(L/C),L表示电感的电感和C表示电容器的容量。
通过以上计算公式可以获得磁阻的值,这将有助于了解磁阻在电路中
的行为。
尽量按照以上公式来计算,可以帮助电路设计师更有效地完成工作。
磁阻 原理
磁阻原理
磁阻是指由于磁场对导体内电流运动的阻碍而产生的电阻现象。
它是由导体内电子受到磁场作用而发生的轨道偏转和碰撞所引起的。
当磁场存在时,运动的电子受到磁场力的作用,会发生动量和能量的转移,使电子在其自由行程中可能发生的碰撞频率增加。
这样,导体内部的电流流动受到限制,导致电流难以通过,从而产生磁阻。
磁阻的大小与导体材料的电阻率、磁场的强度和方向以及电流的流向等因素有关。
一般来说,在相同条件下,材料的电阻率越大,磁阻也就越大。
磁阻还与磁场强度呈正比,即磁场越强,磁阻也就越大。
此外,当电流与磁场方向垂直时,磁阻最大;而当它们平行时,磁阻最小。
磁阻在实际应用中有广泛的用途。
例如,在磁阻式传感器中,磁阻值的变化可以用来检测物体的位置或运动状态。
此外,磁阻也常被用于制造磁阻元件,如磁阻变压器、磁阻电位器等,用于调节电流或电压的大小。
总之,磁阻是由于磁场对导体内电流的影响而产生的电阻现象。
它对电流的流动产生限制,其大小与导体材料的电阻率、磁场的强度和方向以及电流的流向等因素有关。
磁阻在实际应用中具有重要的意义,被广泛应用于传感器和电子元件的制造中。
磁阻计算公式及单位
磁阻计算公式及单位磁阻这个概念在物理学中可是相当重要的呢!咱们先来说说磁阻的计算公式。
磁阻用符号 Rm 表示,它的计算公式是:Rm = l / (μA) 。
这里的“l”代表磁路长度,“μ”是磁导率,“A”则是磁路的横截面积。
要说理解磁阻,我想起了之前给学生们讲这个知识点的一件趣事。
当时,我在课堂上讲解磁阻的概念,有个调皮的小家伙举着手大声说:“老师,这磁阻怎么感觉这么抽象,能不能来点实际的例子让我们明白明白?”这一下,把全班同学都逗乐了。
我想了想,从讲台上拿起一块磁铁和一些小铁钉,然后在黑板上画了一个简单的磁路示意图。
我跟同学们说:“咱们就把这个磁铁产生的磁力线想象成水流,磁路就是水管。
水管越长,水流通过的阻力是不是就越大?同样的,磁路长度 l 越长,磁阻就越大。
再看这个水管的粗细,如果水管很细,水流通过是不是也不容易?这就好比磁路的横截面积 A 越小,磁阻就越大。
而磁导率μ 呢,就像是水管的光滑程度,越光滑,水流阻力越小,磁导率越高,磁阻就越小。
”同学们听了之后,恍然大悟的表情让我特别有成就感。
接下来咱们再聊聊磁阻的单位。
磁阻的单位是亨利(H)。
这就好比长度的单位是米,重量的单位是千克一样,亨利就是磁阻的标准度量单位。
在实际应用中,磁阻的概念可广泛啦!比如说在电机设计中,工程师们就得考虑磁路中的磁阻,来优化电机的性能,让电机更高效、更节能。
还有在变压器的制造中,合理控制磁路的磁阻,能够提高变压器的转换效率,减少能量损耗。
总之,磁阻虽然听起来有点复杂,但只要咱们掌握了计算公式和单位,再结合实际的例子去理解,就能轻松搞定它!就像咱们解决那一个个有趣的物理难题一样,只要用心,都不在话下。
磁阻和电感的关系
磁阻和电感的关系
磁阻和电感是电磁学中的两个重要概念,它们之间存在一定的关系。
磁阻是指磁通量密度和磁场强度之间的比值,通常用R表示。
而电感是指导体中由于电流变化而产生的自感电动势和互感电动势所引起的电势差,通常用L表示。
磁阻和电感的关系可以通过法拉第电磁感应定律来解释,即磁通量的变化率与电动势的大小成正比,与电感的大小成反比。
因此,在电感较大的情况下,磁阻也会相应地增大。
此外,磁阻和电感还有着共同的特点,都具有储能的作用。
在电路中,电感和磁阻的相互作用可以导致电流的变化,从而实现信号的传输和控制。
因此,磁阻和电感的关系对于电磁学和电路设计都具有重要的意义。
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磁阻的概念
磁阻的概念
磁阻是指磁路中存在漏磁现象导致磁通受到阻碍的物理量。
具体来说,磁阻是由于磁路中的磁通在通过空隙处时相对降低,部分磁通在非空隙处流失,从而造成磁路中的磁通量不均匀分布。
磁阻的大小与磁路的长度、截面积和磁导率等因素有关。
在磁路中,磁阻越大,磁通受到的阻碍作用就越大,导致磁路中的磁场强度减小。
因此,磁阻是衡量磁场在磁路中受到阻碍程度的重要物理量。
磁阻的应用非常广泛,涉及到电磁学、电机学、磁性材料等领域。
例如,在电机中,磁阻的大小会影响电机的性能和效率,因此需要合理设计电机的磁路结构,减小磁阻以提高电机的效率。
在磁性材料中,不同的磁性材料具有不同的磁导率和磁阻,因此可以利用磁阻来研究材料的磁学性质和制备性能优异的磁性材料。
总之,磁阻是一个非常重要的物理量,广泛应用于科学研究、工业生产和日常生活中。
了解和掌握磁阻的概念和应用对于相关领域的发展和应用都具有重要意义。
磁阻
二、磁阻、磁导和磁路欧姆定律
电流流过导体受到的阻力,称为电阻。
磁通流过导磁体和空气时,也会受到相应的阻力,称为磁阻。
电阻是指电子在流动过程中受到的各种阻力,而磁阻则不是由某种磁的物质流动而受到的阻力,而是由于磁性物质中原子磁距转动或磁畴壁移动时受到阻力,使物质磁化程度降低,相当于磁通量减少,表现出与电阻相似的磁阻的存在。
有时为了磁路计算方便,也采用磁导的概念,磁导是磁阻的倒数,即:G=l/R m
磁阻的大小与磁路的长度成正比,而与磁路的截面积和磁导率成反比,期间的关系为:R=l/μS。
磁阻 应用
磁阻应用
磁阻应用是指利用磁阻现象进行实际应用的一种技术。
磁阻现象是指在磁场中材料的电阻发生变化的现象。
磁阻应用已经广泛应用于各个领域,如磁阻传感器、磁阻计、磁阻存储器、磁阻磁场成像技术等。
1.磁阻传感器
磁阻传感器是一种通过测量材料在磁场中的电阻变化来检测磁场的传感器。
磁阻传感器可以用于测量物体的磁场、电流和角度等,具有测量范围广、响应时间快、精度高等优点。
磁阻传感器在汽车控制系统、电子设备、军事装备等领域有广泛应用。
2.磁阻计
磁阻计是一种利用磁阻现象测量电流的仪器。
磁阻计具有测量范围广、精度高、响应时间快等优点,适用于测量小电流和高频电流。
磁阻计的应用领域包括电子仪器、电力系统、通讯系统等。
3.磁阻存储器
磁阻存储器是一种利用磁阻现象实现数据存储的存储器。
磁阻存储器具有高速读写、容量大、存储可靠等优点,是普通硬盘和闪存的替代品。
磁阻存储器目前已经广泛应用于计算机、通讯设备等领域。
4.磁阻磁场成像技术
磁阻磁场成像技术是一种利用磁阻现象成像磁场的技术。
磁阻磁场成像技术可以用于研究物体的磁场分布、材料的磁性等,具有非接触、高分辨率等优点。
磁阻磁场成像技术在材料科学、医学成像、半导体生产等领域有广泛应用。
总之,磁阻应用已经成为现代科学技术中不可或缺的一部分,为人们的生产和生活带来了很多便利。
随着科技的不断发展,相信磁阻应用会有更多的应用场合和更好的应用效果。
磁阻的公式
磁阻的公式
磁阻是一种可以在电气设备中应用的元件,它能够抵抗电流的流动,这里将介绍它的相关公式。
磁阻的电性能可以用磁阻公式来表示,该公式如下:
R = l (1)
其中,R表示磁阻,μ表示磁导率,l表示被测磁阻的长度。
磁阻的电性能受到材料的影响,也受到温度影响,这里有一个关于温度的修正公式:
R = l (1 + t)
其中,R表示磁阻,μ表示磁导率,l表示被测磁阻的长度,t 表示被测磁阻的温度,α表示磁阻材料的温度系数。
此外,为了提高磁阻的性能,可以采用磁阻适配器,该适配器具有增加磁阻的作用,公式如下:
R = l (1 + A)
其中,R表示磁阻,μ表示磁导率,l表示被测磁阻的长度,A 表示磁阻适配器的参数。
磁阻的性能与磁场强度是相互关联的,在磁场中,磁阻的电流与磁场强度的关系可以用磁阻的公式来表示,如下:
I = B l (2)
其中,I表示磁阻的电流,μ表示磁导率,B表示磁场强度,l 表示磁阻的长度。
磁阻是电子技术中一个重要组成部分,它的电性能受到环境条件
和外部因素的影响。
通过以上介绍可以知道,磁阻的电性能可以用不同的公式来表示,电子设计人员在设计电子设备时可以根据设备的实际情况选择合适的公式来计算磁阻的电性能。
此外,在使用磁阻时,还需要注意一些安全问题,例如:磁阻的温度应该控制在正常范围内,以免发生过热,磁阻的安装也要注意,以防止磁阻因振动等原因出现断路。
因此,在应用磁阻时,要认真研究其特性,以及相关的安全措施。
磁阻最小原理
磁阻最小原理磁阻最小原理是指在磁路中,磁阻的大小取决于磁路中的各种材料和结构,磁阻最小原理就是通过合理设计磁路结构和选用合适的材料,使得整个磁路的磁阻达到最小,从而达到提高磁路传磁能力的目的。
磁阻最小原理的应用领域非常广泛,比如在电机、变压器、传感器等电磁设备中都有磁路的存在,而磁路的设计优化直接关系到设备的性能和效率。
因此,了解磁阻最小原理对于电磁设备的设计和制造具有重要意义。
在实际应用中,要实现磁阻最小原理,需要从以下几个方面进行考虑和优化。
首先,需要选择合适的磁性材料。
磁性材料的种类和性能对磁路的磁阻有着直接的影响。
一般来说,具有高磁导率和低磁阻的材料能够有效地降低磁路的磁阻。
因此,在设计磁路时,需要根据具体的工作条件和要求选择合适的磁性材料,以达到磁阻最小的效果。
其次,需要合理设计磁路结构。
磁路的结构对于磁阻的大小有着重要的影响。
合理的磁路结构能够有效地减小磁路的漏磁和磁阻,提高磁路的传磁能力。
因此,在设计磁路时,需要考虑磁路的形状、尺寸、槽口等结构参数,通过优化设计,使得磁路的磁阻达到最小。
另外,还需要考虑磁路的工作条件和环境因素。
磁路在不同的工作条件和环境中,其磁阻的大小可能会有所不同。
因此,在实际应用中,需要对磁路的工作条件和环境因素进行充分的考虑,以确保磁路在各种工作条件下都能够达到磁阻最小的效果。
总的来说,磁阻最小原理是电磁设备中非常重要的设计原则,通过合理选择磁性材料、优化设计磁路结构和考虑工作条件和环境因素,可以有效地降低磁路的磁阻,提高磁路的传磁能力,从而提高电磁设备的性能和效率。
因此,在电磁设备的设计和制造过程中,需要充分重视磁阻最小原理的应用,以实现设备的优化设计和性能提升。
磁阻的公式
磁阻的公式
磁阻是物理学中的一个重要概念,在电路中提供限流和增益,广泛应用于电子、电力和机械设备的设计中。
它通过改变电流流动的方向和限流,实现各种复杂的功能,而确定其行为的公式则是磁阻的公式。
磁阻的公式可以用来描述电流如何流动,以及电流流动的速度有多快。
当电流通过磁阻流动的时候,它的电阻值将影响电流的流速。
根据阻抗定律,磁阻的公式可以表示为:R = Z/I,其中R表示磁阻,Z表示阻抗,I表示电流。
磁阻的公式还可以被用来测量磁阻的功率损耗和电抗功率。
磁阻的功率损耗即为其电阻值与流过它的电流平方成正比,反映在公式上即为:P=I2R,其中P表示功率损耗,I表示电流,R表示磁阻。
而电抗功率这一项可以通过磁阻公式的另一个版本来表示:P=IZ,其中P 表示功率,I表示电流,Z表示阻抗。
此外,磁阻的公式还可以用来计算磁阻的效率,也就是电能转化为热能所需要的比例,反映在公式上即为:η=P/VI,其中η表示效率,P表示功率,V表示电压,I表示电流。
磁阻的公式是磁阻的基础,它的重要性不言而喻。
利用磁阻的公式,我们可以计算磁阻的功率损耗、电抗功率、以及磁阻的效率等参数,从而更好地利用磁阻的特性。
掌握磁阻的公式对于研究和使用磁阻具有重要的意义,这也是为什么磁阻的公式被广泛应用于工程设计中的一个重要原因。
总而言之,磁阻的公式是物理学中重要而广泛应用的概念,掌握磁阻的公式可以帮助我们更好地理解磁阻并计算相关参数,从而更好地利用磁阻的特性。
磁阻的单位
磁阻的单位
磁阻是一个物理量,它表示介质阻碍磁场通过的能力。
磁阻的单位是韦伯/安培(Wb/A),它的定义是:当磁场强度为1安培时,一段长度为1米的导体中的磁通量为1韦伯时,磁阻的值为1Wb/A。
磁阻的公式是:磁阻 = 磁通量 / 磁场强度。
磁通量是磁场穿过面积的量度,单位是韦伯(Wb)。
磁场强度是一个向量量度,表示在一个点上磁场的强度和方向,单位是特斯拉(T)或高斯(G)。
磁阻的定义和单位之间的关系很重要,因为它们提供了一个统一的标准,用于比较不同材料的磁性质。
在工程实践中,磁阻的值通常通过磁阻计进行测量。
在材料科学中,磁阻也是一个重要的物理量。
它和磁导率(材料对磁场的响应)一起,描述了材料的磁特性。
磁阻和磁导率之间的关系是:磁阻 = 磁导率× 材料的长度/面积。
在磁阻的概念被引入之前,人们用磁导率来描述材料对磁场的响应。
然而,磁导率的值通常与材料的几何形状和尺寸相关,使得比较不同材料的磁特性变得更加困难。
因此,磁阻的引入可以使比较不同材料的磁特性变得更直观、更容易。
一些材料(如铁磁体)的磁阻值非常小,几乎可以忽略不计。
而其他材料的磁阻值则相对较大,这些材料常被用来制造电感器、电机和变压器等电磁设备。
在这些设备中,磁阻的高低会对设备的性能和效率产生显著的影响。
磁动势 磁阻
磁动势磁阻磁动势和磁阻是磁学中的两个重要概念。
磁动势是指在磁场中物体受到的作用力,磁阻则是指物体对磁场的阻碍程度。
本文将从物理学角度详细解释磁动势和磁阻的概念及其相关知识。
一、磁动势磁动势是磁场中物体受到的作用力,也可以理解为磁场对物体施加的推动力。
磁动势的大小与磁场强度、物体的磁性以及物体所处位置等因素有关。
当物体在磁场中运动时,由于磁场对物体具有一定的影响力,物体会受到一定的磁动势,从而产生相应的运动。
磁动势的计算可以通过磁场强度与物体磁性之间的乘积来进行。
具体而言,磁动势可以用以下公式表示:磁动势 = 磁场强度× 物体磁性其中,磁场强度是指磁场在某一点上的磁感应强度,物体磁性则是指物体在磁场中的磁化程度。
磁动势的单位为安培(A)。
磁动势在物理学中有着广泛的应用。
例如,在电磁铁中,通电线圈产生的磁场可以吸引铁块,使其产生运动。
这里的磁动势就是铁块在磁场中所受到的推动力。
二、磁阻磁阻是指物体对磁场的阻碍程度,也可以理解为磁场通过物体时所受到的阻力。
磁阻的大小与物体的磁导率、尺寸以及磁场强度等因素有关。
物体越具有磁导性,其磁阻就越小,反之亦然。
磁阻的计算可以通过磁导率与物体尺寸之间的比值来进行。
具体而言,磁阻可以用以下公式表示:磁阻 = 磁导率× 物体尺寸其中,磁导率是指物质对磁场的响应能力,物体尺寸则是指物体在磁场中的大小。
磁阻的单位为韦伯/安培(Wb/A)。
磁阻在磁学中有着重要的意义。
例如,在电磁感应中,当磁场通过导线时,导线会受到磁阻的影响,从而产生感应电动势。
这里的磁阻就是导线对磁场通过的阻碍程度。
总结:磁动势和磁阻是磁学中的两个重要概念。
磁动势是指在磁场中物体受到的作用力,磁阻则是指物体对磁场的阻碍程度。
磁动势与磁场强度和物体磁性相关,磁阻与磁导率和物体尺寸相关。
磁动势和磁阻在物理学中有着广泛的应用,如电磁铁和电磁感应等。
通过研究磁动势和磁阻,我们可以更好地理解磁场对物体的作用以及物体对磁场的影响,从而为磁学的进一步研究和应用提供了基础。
磁阻的公式
磁阻的公式
磁阻是电子电路中的一种电元件,它的主要作用是阻碍电流通过元件的方向。
磁阻可以在多种情况下使用,包括线路的滤波、放大、分析以及信号的采集和转换等等。
磁阻的公式和其他电子电路元件的计算公式一样,可以帮助我们精确的计算出磁阻大小。
一般来说,磁阻公式是由它的结构决定的。
磁阻可以一般分为活塞式磁阻和熔断式磁阻两种。
活塞式磁阻是由金属和铜线构成的,它的磁阻公式如下:R=ρl/A,其中r为金属的电阻率,l为铜线的长度,A为铜线的截面积。
熔断式磁阻是指熔断磁阻电路,它可以使电流或者电压达到一定值就自动断开,常用于保护电器或电路。
熔断式磁阻的磁阻公式如下:R=Im/V,其中 Im 为电流,V 为断开电压。
此外,还有一些其它类型的磁阻,如悬空磁阻、固定磁阻、变磁阻等,其计算公式和上述有些不同,但都是基于相同的原理进行计算的。
除了磁阻的公式,磁阻的选择也非常重要。
因为磁阻是一种电子电路元件,它的精准性和稳定性对整个电路的性能有着重要的影响,因此必须选择最合适的磁阻,并确保磁阻的参数在正常的范围内,保证电路的稳定性和可靠性。
以上就是关于磁阻的公式及其选择的简要介绍,它给电子电路设计者以及磁阻应用者提供了许多精确而可靠的参考。
在使用磁阻之前,首先要明确必须根据不同磁阻的尺寸和结构,计算出适用的磁阻公式,
以便获得最佳的电路性能。
磁阻的公式
磁阻的公式磁阻是一种物理学说,它可以让电流通过不同的导电体时遇到不同的阻力。
当电流穿过某个导电体时,电流受到阻力,它与电流的强度和电流流过导体的时间有关。
磁阻也是一种基本电学物理学说,它具有许多意义,比如电源电压、电阻、电容、电感和其他电子元件,这些都是基于磁阻的概念而诞生的。
磁阻是一个基本概念,它指的是一个导体可以对流过其中的电流施加总偏置。
磁阻的表达式是电压(V)除以电流(I)所得的,即R=V/I。
它是以电阻器、变压器、电池和电容器等电子元件来表达的。
磁阻可以用几种不同的计算方式来描述。
第一种方式是使用简单的Ohm定律,Ohm定律指出,在相同的电压(V)应用下,流过导体的电流(I)与导体的磁阻(R)成正比。
另一种计算方式是使用归一化的磁阻,它指的是以特定的频率和介电常数来描述磁阻值的一种技术。
它还可以利用磁阻表表示磁阻值,这种方法更简单,比如在非晶硅中,可以使用一张电阻表来确定磁阻值。
磁阻表是一张有不同电压、电流和磁阻对应的表,它可以让您根据需要找到正确的磁阻值。
磁阻也可以用于解决一些电子元件设计中的问题。
它可以帮助工程师迅速确定元件的正确磁阻值,从而更快地完成设计工作。
此外,磁阻也是电源电压、电阻、电容、电感和其他电子元件的基础,因此它对于电子设备的研发和设计具有重要的意义。
在电子设备的设计中,磁阻计算是非常重要的,尤其是在涉及到电源电压、电阻、电容、电感和其他部件的设计时,它们的磁阻计算可以很大程度上影响电子设备的性能。
因此,做好磁阻计算对于电子设备的设计和研发非常重要。
综上所述,磁阻是一个重要的物理学说,它具有多种表达方式,可以用几种不同的计算方式来描述,并且在电子设备的设计中发挥非常重要的作用,因此,做好磁阻计算对于电子设备的设计和研发是非常重要的。
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几何磁阻效应
4.2 磁敏电阻
4.2.2 半导体磁敏电阻
半导体磁敏电阻元件内电流分布 (a)纵长形器件;(b)横长形器件;(c)科比诺圆盘;(d)栅格式器件
4.2 磁敏电阻
半导体磁敏电阻效应与器件几何形状(l/w)之间关系为 /0≈K(B)21f(l/w )
式中,l,W,一分别为器件的长和宽;f (l/w)一形状效应系数。
图BS外形及纸币 真伪识别输出波形
5.2.4.2 应用买例
1.非接触式磁阻角度传感器 它是由两个半环形的磁阻元件组成,半圆形磁铁与磁阻元件之间的间隙
为0.2mm左右,当磁铁转动时,磁铁则以差动方式将磁场加于两个磁 阻元件上,可获得±50(机械角度)的线性范围。其输出电压与转角间 特性如图所示。
角度传感器的外形及工作原理图图 角度传感器输出特性
MR214A/223A外形及等效电路
2.DMI106B(索尼)
DMI106B是在硅基板上附着强磁性体
DM106B的外形及等效电路
3.FPC/FPA系列
FPC/FPA(田村)系列内部有放大器、整形电路(FPA并有发光二极管作 工作状态指示),其特点是信噪比高,具有良好的频率特性,可用于位 置、旋转速度的检出,也可作接近开关。其输出电压与间隙特性如图所
平均偏移角:电阻的增值可以用载流子在磁场作用下的平均偏 移角—霍尔角来衡量平均偏移角与磁场B及载流子迁移
率之间有如下关系
tan=B
4.2 磁敏电阻
磁阻效应(物理)方程为
B=0(1+0.2732B2)
B一存在磁感应强度为B时的电阻率; 0一无磁场时的电阻率; 一电子迁移率; B一磁感应强度。 电阻率的变化为= B0 . /0=0.2732B2=K2B2
没有机械摩擦,工作寿命长;装置上安装了 滚珠轴承,转动损耗也较小。
这种传感器的U o输ut 出M电RM1 压RM2为R2 U in
由图可以看出,其输出电压较大,在100范 围内,输出线性电压大于2V。
2.磁阻式旋转传感器
磁阻旋转传感器可以检测磁性齿轴、齿轮的转数或转速,若采用四磁阻 元件传感器,还能检测旋转的方向。 采用双元件磁阻旋转传感器的工作原理如图所示。当齿轮的齿顶 对准MRl,而齿根对准MR2时, MRl的电阻增加,而MR2的电阻不变, 则UoutUin/2;另外,当齿轮的齿顶对准MR2 ,而齿根对准MRl时,则 Uout Uin/2;当齿顶(或齿根)在MRl和MR2之间时, Uout Uin/2,其输出 电压波形见图。
图形识别传感器放大电路
4.2 磁敏电阻
4.2.1 磁阻效应
定义:某些材料(如霍尔元件)的电阻值受磁场的影响而改变的 现象称为磁阻效应。 利用磁阻效应制成的元件称为磁敏电阻。
原理:在外加磁场作用下,某些载流子受到的洛伦兹力比霍尔 电场作用力大时,它的运动轨迹就偏向洛伦兹力的方 向;这些载流子从一个电极流到另一个电极所通过的路 径就要比无磁场时的路径长些,因此增加了电阻值。
示。
FPC/FPA系列输出电压与间隙特性
5.M413A/414A
M413A/414A是由四个磁阻元件组成的器件,有两相输出,可测出旋 转方向、角度等参数,其元件配置、外形及等效电路如图。
M413A/414A元件配置、外形及等效电路
M413A/414A接线与输出波形如图所示。
M413A/414A接线及输出波形图
5.BS系列
BS系列(图形识别传感器)磁阻元件除用来检测磁性体的位置及旋转 外,主要用于纸币识别及磁性墨水印刷物识别等。在元件表面采用特殊 金属层,具有良好的耐磨性。识别纸币的波形如图 (a)所示,如经过 有磁性油墨印刷的“100”字样时,输出信号很大,若是伪币则无此信 号。这种传感器同样可检测用磁性墨水印刷的标签和磁尺上的信号。它 的外形如图 (b)。
4.2.3.1 磁敏电阻器件 磁敏电阻器件一般在衬底上作两个相互串联的磁敏电阻,
或四个磁敏电阻接成电桥形式,以便用于不同场合.
磁敏电阻线路结构
1. MR214A/223A
磁敏电阻的电阻值为100到几k,工作电压一般在12V以下,频率特性 好 (可达MHz),动态范围宽,噪声低(信噪比高)。
内磁阻元件旋转传感器 (a)电路图;(b)图形图
由于A相与B相输出波形相位差90,所以很容易检测旋转方向和转 速,转速的检测范围很宽,很适用于检测电动机的转速。
5.2 磁敏电阻
3.磁阻式图形识别传感器 图形识别传感器能检测纸片、纸币等上面的磁性图形或记 号,输出相对应于图形的信号波形。由于磁性图形印刷在纸 片上,所以检测信号十分微弱(比旋转传感器小三个数量 级),需经过放大电路放大,由示波器或记录 仪将波形显示出来。
旋转传感器的工作原理
•采用四元件磁阻传感器时,传感器内磁阻元件与齿轮齿间间隔之间 应满足一定关系,如图所示。
PA(12)=PB(12)=T/2;PAB=T/4 式中,PA (12) —A相元件MRAl和MRA2的间隔;PB (12) —B相元件 MRBl和MRB2的间隔;PAB—A相元件MRAl和B相元件MRBl的间隔; T—齿轮的齿距。