磁鐵的磁通的折射定律介紹
磁鐵的磁通的折射定律介紹如下內(nèi)容:
磁通從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)時,如果兩種媒質(zhì)的磁導(dǎo)率不同,此感應(yīng)強(qiáng)度會和聲波、光波一樣,發(fā)生折射現(xiàn)象,磁感應(yīng)強(qiáng)度會改變方向,這稱為磁通的折射現(xiàn)象,磁感應(yīng)強(qiáng)度會改變方向,這稱為磁通的折射。
在非鐵磁物質(zhì)的分界面附近,磁感應(yīng)強(qiáng)度實際上與分界面垂直。
磁阻
類似電路的電阻,在磁路中為了分析方便引人了“磁阻”的概念。被稱為磁路歐姆定律丿卩磁通的大小與磁動勢下成正比,與磁阻R.成反比。磁動勢下F=Ni,i為磁化電流,N為線圈總匝數(shù)、Rm為這部份磁路或空間的磁陰,F(xiàn)為磁勢差、Φ為通過磁勢差下的某部分或空間的磁通量。
同時定義式中,C為這部分磁路或空間的磁導(dǎo)。
對于一個簡單情況,如圖2-7所示某磁路,沿磁力線長度為L,與磁力線垂直截面積為A,假定磁路段內(nèi)介質(zhì)材料是均勻、線性的,磁導(dǎo)率為μ 。
工作點(diǎn)
PQ線表示軟磁體內(nèi)磁通密度與磁場強(qiáng)度鼠的關(guān)系,因此磁體的工作點(diǎn)應(yīng)在此直線上,只要磁路結(jié)構(gòu)、幾何尺寸確定,其工作點(diǎn)都應(yīng)在此直線上。不言而喻,此工作點(diǎn)即為同時滿足這兩個條件的兩條線的交點(diǎn)。
水磁體和間隙組成的磁路有所不同,由于這是在刃一N平面上(B-Hi平面)通過原點(diǎn)與縱軸成口夾角(8 = arctanNB)的一條直線,即陽線(亦稱負(fù)載線).磁體的工作點(diǎn)既安在貝載線上,又要在材料的退磁曲線上,這是因為我們利用的是磁體剩磁。
磁體工作點(diǎn)一般應(yīng)在B-H坐標(biāo)平面第一象限的磁化曲線上;永磁體的工作點(diǎn)一般應(yīng)在刃一柑坐標(biāo)平面第二象限的退磁曲線上。這種論述只是劃出一個范圍,工作點(diǎn)是要求一個點(diǎn)。
先考慮由軟磁體及間隙組成的電磁鐵磁路。設(shè)軟磁體長度為Lm,間隙長度Lg.He是繞組在磁路所占空間建立的磁場強(qiáng)度。
上述討論有一個重要的假設(shè)JP認(rèn)為磁體的M及烏是定值,假定通過磁體的所有截面的M反Bd都一樣。如果不滿足這些條件,上述的分析、處理就無效。也不足仕何形狀的磁體、磁路都滿足此條件。
在這種狀態(tài)下工作的永磁體,統(tǒng)稱為靜態(tài)永磁體。
水磁體工作時間隙的距離或間隙中的磁通是變化的,負(fù)載線P0的斜率是變化的,這就是動態(tài)條件下工作的永磁體,稱為動態(tài)永磁體(又稱為變化間隙永磁體),它的工作狀態(tài)是在回復(fù)線的MP段上往復(fù)變化。當(dāng)點(diǎn)等分M.線段時,動態(tài)永磁體.具有最大磁能積。
這里,回復(fù)線是當(dāng)永磁體的回磁場減小(如減小磁路的磁阻或降低外界退磁場)時,這時往復(fù)的局部磁滯回線稱為回復(fù)錢,可近似看成一條直線。
工作點(diǎn)的選擇
以上討論的是對一個已知形狀、幾何尺寸磁路的分析,也就是對一個已經(jīng)確定形狀、幾何尺寸(對軟磁體還有外加磁化磁場)等條件的磁體如何計算它的工作點(diǎn)問題。但是在磁路計算中還有另一個問題,即我們怎樣選擇工作點(diǎn),才能使磁路發(fā)揮最大效益。
我們還是將電磁鐵磁路和永磁體磁路分別討論。
對于電磁鐵磁路:要求軟磁體不飽和,這是很重要的。如果它不飽和就妥求選擇工作點(diǎn)的Bd〈B.(B.為未飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度),且有適當(dāng)余量。其次,要求軟磁體對磁路造成的磁勢FF.損失盡可能小。所以又要求工作點(diǎn)應(yīng)位于材料μ -H曲線的峰值(即具有最大μ 值).這是在磁路設(shè)計、制造過程中,千方百計提高μ 值的原因。但是為了減少磁路系統(tǒng)的重量和尺寸,軟磁體的工作點(diǎn)要盡可能大一些。
已知一般情況下夫= 1.25 ~ 1.4。
實際上磁路各部分磁通量不相同,因此各個部分更合理的Sm應(yīng)由磁路方程組所決定的各部分磁通量Φ,求出。
對于永磁路的永磁體,它在磁路中的作用相當(dāng)于一個磁勢源。因此,首先要求它能對工作氣隙提供足夠的能量。
從能量的觀點(diǎn)看,永磁體能量應(yīng)當(dāng)?shù)扔谟秒姶沤⑼瑯哟艌龅哪芰俊,F(xiàn)在設(shè)用N匝繞組,以電流,及電壓e來建立磁場,有利用電磁感應(yīng)定律磁場的能量,等效電流建立此磁場給出的能量。
由此可知,在水磁體捉供的能量為一定時,更使工作氣隙獲得最大的能量,就必須使習(xí)盡可能大。這相應(yīng)要求凡、瓦盡可能小,也就是磁勢損失及漏磁通盡可能小。使永磁體所能提供的有限能量不致消耗到產(chǎn)生磁損失的那些地方或損失在漏磁空間。
這表明在工作氣隙要求一定時,即V,H,一定時,如果希望磁體體積小,那么(BdHd)就應(yīng)該盡可能大。這就是我們在磁路設(shè)計中,使磁體處于最大磁能積(BH)max的工作點(diǎn)上的埋由。而在評價磁體性能的時候,亦采用最大磁能積。
還應(yīng)指出的是,在某些場合下,磁路可能受到外界磁場的干擾、機(jī)械沖擊、震動、溫度急劇變化的影響,使永磁體受到一個暫時外加退磁場作用。這時工作點(diǎn)將變化,沿退磁回線和回復(fù)曲線運(yùn)動。但外加△片去掉之后,一般不能回到原來的工作點(diǎn)上,這樣就產(chǎn)生了工作點(diǎn)不穩(wěn)定。
這時可采取用一種特殊的穩(wěn)定化處理,工作點(diǎn)已不再原來的退磁曲線上,而在另一條派生曲線上, (BH)?最大點(diǎn)也發(fā)生變化。穩(wěn)定化磁路設(shè)計,要用材料的退磁曲線派生曲線設(shè)計。