磁性材料测量(4)——磁场强度 H、磁通量 Φ、磁感应强度 B

发布时间:2015.06.09 09:45 阅读次数:
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磁场强度 H 和磁感应强度 B 是最常用描述磁场的参数其他参数都是建立在两者的基础上的例如磁导率B/H),磁损耗H•dB/dt,极化强度B-μ0H),磁化强度B/μ0-H和磁化曲线B=fH)。

洛伦兹1982年发现在电磁场中运动速度为v的电荷q受到的力为

F=q(E+vμ0H)………………………………………(2.9)

通常这个力可以分解为两部分

第一个是由电场引起的力F′=qE…………………………………..……(2.10)

第二个是由磁场H产生的力F′′=qv×μ0H…………………………………(2.11)

由上式可知电场在任何情况静止和移动下都产生作用力而磁场只在运动的电荷中产生作用力

磁场强度 H有时也称磁场密度 的单位是 1A/m安培每米)。磁场H在区域A中产生了磁通量 Φ磁场量 Φ 与磁材料介质的磁导率 μ 和磁化强度 M 有关在真空中磁化强度为零磁导率用 μ0 表示此时磁场所引起的磁通量为Φ=μ0•AH…………(2.12) 磁通量的单位是 Wb韦伯 Vs如图 2.3 所示在铁屑中很容易发现磁通量的存在和方向

磁感应强度 B有时也称为磁通密度是一个更常用的物理量表示为B=Φ/A………(2.13)从式2.12和式2.13可以看出真空中磁场强度和磁感应强度之间的关系为B=μ0H…………(2.14)磁感应强度的单位是 T特斯拉)。

C4 1

根据式2.14),真空中磁场强度H和磁感应强度B之间关系是线性的μ0为常数)。基于这个原因哪个量用作参考源并不重要即因和果是独立的但通常以磁感应强度作为磁场的参考标准这个标准定义了电流所产生的磁场和机械力之间的关系在磁感应强度 B 1T 通过 1A 的电流长为 1m 的载流导体产生的力为 1N力的方向垂直于磁通的方向), 2.4所示

还可以根据法拉第定律确定磁感应强度单位连接一个单匝线圈如果其磁通量在 1s 内以匀速变化到 0产生 1V 的电动势则其磁通量的值就是磁感应强度 2.4b)。

磁场强度的单位也可以根据毕奥-萨伐尔定律描述 2.4c所示一个电流为 1A半径为 1m 的环形回路产生的磁场强度等于 I/2r因此一个通过电流 1A直径为 1m 的单匝线圈中心产生的磁场强度为 1A/m

上面所示描述的三个量的定义如2.4 所示值得注意的是也有其他优质的磁场源——亥姆霍兹线圈和高精度的由磁共振控制的磁场源

C4 2

许多国家规定必须采用国际单位制 SI使用旧的高斯1G=10-4 T和奥斯特1Oe=103/4π A/m单位制不合法然而这种旧的单位在几个国家特别是美国仍在使用事实上旧单位很方便因为在真空中电场强度1Oe 对应的磁感应强度为 1G 2.1 总结了高斯单位和国际单位之间的转换关系


磁测41

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