電機學 磁感應強度和磁場強度區別

2021-08-20 03:34:36 字數 1808 閱讀 8943

很多人學習磁場總是一頭霧水,各種名詞太多,關係混亂而且抽象。我在這裡把從高中物理的靜磁場到黑寶書裡的內容總結出來,也是自己學習過程的乙個體現。

首先,用一張圖來總結磁場中電流及電壓的關係

圖1這張圖很好的把磁場中的電流及電壓關係展示了出來。 我們先從最難啃的磁芯特性入手。

當你設計電感或者變壓器時,總是會涉及到選取磁芯,拿到產品的datasheet後,總是在前幾頁給你乙個b-h圖。如下圖:

橫軸為h:磁場強度(magnetic field intensity) 縱軸為 b:磁感應強度(magnetic

flux intensity)

初學者看到這個圖總是頭很大。what』s that?

先把這個圖變的簡單一些,假設我們在真空中:

是不是一切變得簡單了許多?

關於磁場強度h有很多解釋,我比較偏向於把它模擬於電場強度,它是乙個廢棄的量,至於為什麼廢棄,就是因為人們先前假設有磁荷這種東西,但是後來發現磁場只是電流的另一面,無需深究。

然而磁感應強度b是有特定解釋的:

磁感應強度又叫(磁通密度):表示垂直穿過單位面積的磁力線的多少。既然這裡提到了磁通密度,我們就需要了解一下什麼是磁通,它是磁通量(magnetic flux)的簡稱。磁通量的定義就是磁感線穿過平面s的數量。需要注意的是,乙個閉合曲面:球體,穿過其的磁通量為零。

圖4好了,了解了這幾個概念後我們就可以回到真空中的b-h圖了,圖中直線的斜率就是b磁感應強度和h磁場強度的關係了, 我們把其斜率定義為磁導率µ(permeability)。在真空或者空氣中,µ=1.256*10e(-6)h/m.

那麼問題來了,為什麼圖2 中的b-h線不是直線呢?

圖2b-h曲線也叫遲滯迴線(hysteresis loop),這個曲線是鐵磁性材料特有的曲線,如果乙個從沒有被磁化的磁鐵,當增加h磁場強度時,它的磁感應強度b會沿著圖中的虛線上公升,當到達a點時,即使再增加h,b幾乎沒有很大的改變,這個時候鐵磁材料達到了磁飽和(磁疇方向一致)。當h減小到0時,b將會從a點移動到b點,我們發現它並沒有按原來的路線返回,而是滯後於h的變換,我們叫這種現象為磁滯(hysteresis )。把在b點的剩餘磁感應強度b叫做剩磁(residual magnetism)。當反向增加h到c點時,剩磁為0,我們把h在c點的值稱為矯頑力(coercive force),其實它並不是力,它是矯頑力場的簡稱。

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