■从“烧结型铷铁硼的磁性能参数表”中学一些磁的基础知识

elder60

(原文件名:烧结型铷铁硼的磁性能参数表.JPG)


(原文件名:二张退磁曲线图.JPG)

我买的铷铁硼，据老板说，是N35。也就是说，剩磁Br=11600-12200Gs。请大家注意。

以前，永磁体记得只有2个关键参数：剩磁，矫顽力。
现在怎么又有了“内禀矫顽力”？？？？什么意思？？

看来，必须回到“浅水区”，从头学起，先学“H 和 B 是什么？”了。

elder60

回到“浅水区”

1．在“非分布式磁路”的情况下，磁通量与磁通密度相关公式：
     Ф = B * S                       ⑴ Ф  磁通；B 磁通密度；S  磁路的截面积
     B = H * μ                    ⑵ μ  磁导率；H 磁场强度
     H = I * N / l                   ⑶ I  电流强度；N 线圈匝数；l 磁路长度

  合并一下，     Ф = μ  *  S/l  *  N  *  I                                           --[A]   

  上式表示 磁通量 Ф 分别和 材料，结构，线圈匝数，工作电流有关。

结论：1. 在B和H的关系中H是“主导”的，是“源头”。
      2. H 正比于 I，N。
      3. 任何缩短磁路长度 l 的措施，都将增加磁场强度 H，从而增加磁通密度B 和磁通量 Ф 。

elder60

2. 最早将 H 的名字叫做“磁场强度”的人是混蛋！

60年左右，我上中学，学到“磁场强度”时，就闹糊涂：
“强度”，测量不到的“强度”，奇怪！？
我好象觉得磁通密度B 倒像是反映了磁场的“强度”。
我就问老师。老师是好老师（我有辛一辈子都碰到好老师），他也有同感，但无奈。
就像人被他爸起了名字叫“狗子”，就没办法一样。

从那时起，我心里就一直想：“最早将 H 的名字叫做“磁场强度”的人是混蛋！”

尽管对 H 的名字被叫做“磁场强度”不满，H在我的心里，就是“I * N / l”，也就是“电流*匝数/磁路长度”。

apcfy

上面的文字算是看懂了一点，可是磁导率μ该如何得知呢？

elder60

什么材料，就有什么磁导率μ。

young33

关于“磁场强度”名字的来源

magnetic intensity

描述磁介质中磁场的一个辅助物理量。常用符号H表示，定义为H=(B/μo)-M式中B是磁感应强度；M是磁化强度；μo是真空磁导率。在线性各向同性磁介质中，M与H成正比，即M＝xmH，xm是磁介质的磁化率。于是上式表为B＝μo（1＋xm）H＝μoμrH 式中μr＝1＋xm称为磁介质的相对磁导率，上式是表征介质磁化性质的介质方程。

磁介质磁化后产生的磁化电流改变了原来的磁场分布，引入辅助量H是为了使未知的磁化电流不显现在由H表述的磁场的安培环路定理之中。<b>在认清磁性起源于电流之前，曾认为磁性起源于磁荷，并得到了与静电库仑定律相仿的磁库仑定律。由此，把单位磁荷所受磁力定义为H，认为H是描述磁场的基本物理量，并赋予其磁场强度的名称，沿用至今。</b>

young33

又是网上批发来的。。

么叫矫顽力(bHc)，什么叫内禀矫顽力(jHc)？

在永磁材料的退磁曲线上，当反向磁场H增大到某一值bHc时，磁体的磁感应强度B为0，称该反向磁场H值为该材料的矫顽力bHc；在反向磁场H= bHc时，磁体对外不显示磁通，因此矫顽力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力。矫顽力bHc是磁路设计中的一个重要参量之一。
    值得注意的是：矫顽力bHc在数值上总是小于剩磁Jr。因为从（1-1）式可以看到，在H= bHc处，B=0，则μ0 bHc =J，上面已经说明，在J退磁曲线上任意点的磁极化强度值总是小于剩磁Jr，故矫顽力bHc在数值上总是小于剩磁Jr。例如：Jr =12.3kGs的磁体，其bHc不可能大于12.3kOe。换句话说，剩磁Jr在数值上是矫顽力bHc的理论极限。
    当反向磁场H= bHc时，虽然磁体的磁感应强度B为0，磁体对外不显示磁通，但磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和往往并不为0，也就是说此时磁体的磁极化强度J在原来的方向往往仍保持一个较大的值。因此，bHc还不足以表征磁体的内禀磁特性；当反向磁场H增大到某一值jHc时，磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和为0，称该反向磁场H值为该材料的内禀矫顽力jHc。
    内禀矫顽力jHc是永磁材料的一个非常重要的物理参量，对于jHc远大于bHc的磁体，当反向磁场H大于bHc但小于jHc时，虽然此时磁体已被退磁到磁感应强度B反向的程度，但在反向磁场H撤消后，磁体的磁感应强度B仍能因内部的微观磁偶极矩的矢量和处在原来方向而回到原来的方向。也就是说，只要反向磁场H还未达到jHc，永磁材料便尚未被完全退磁。因此，内禀矫顽力jHc是表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应，以保持其原始磁化状态能力的一个主要指标。
      矫顽力bHc和内禀矫顽力jHc的单位与磁场强度单位相同。

elder60

young33
这里是浅水区，你是在进行挖深工程。
请不要再整段地“从网上批发”。这种批发并不利于学习。也是对一起讨论的人的不尊重。
举例：你在【6楼】第8行的“因为从（1-1）式可以看到，在H= bHc处”，我在前面找了半天，没有发现“（1-1）式”。
      我们都浪费了时间。这不好。

因为这里是浅水区，请教一些浅水问题：

1. 买了2块一样的铷铁硼薄圆片，分开时，有它们各自的M，H和B。
当它们吸合在一起时，它们各自的M，H和B有什么变化？

2. 铷铁硼的导磁率是多少？

我还有不少看似简单的“浅水问题”，自己不能解答，很希望有高手来指点。
我相信真正的高手，三言二语就能解迷团。

gzhuli

M和H是正比关系，H和B是正比关系，只需要知道B有什么变化就行。

当吸合在一起的时候，B增大。

elder60

M和H是正比关系
---------------------
不敢苟同。分开时，有它们各自的M，H和B。H=0？

gzhuli

钕铁硼的导磁率是一个变量，基于μ=B/H，从钕铁硼的H-B曲线可以算出特定环境下的导磁率。

elder60

钕铁硼的导磁率是一个变量，基于μ=B/H，从钕铁硼的H-B曲线可以算出特定环境下的导磁率。
--------------------------------------------------------------------------------
你这句话等于没说。因为把“钕铁硼”改成“任何一种材料”，这句话都成立。

另外，分开时，有它们各自的M，H和B。H=0？
你同意吗？

gzhuli

你这句话等于没说。因为把“钕铁硼”改成“任何一种材料”，这句话都成立。

另外，分开时，有它们各自的M，H和B。H=0？
你同意吗？
------------------------------------------
钕铁硼是永磁材料，没充磁的导磁率和不同剩磁的导磁率，都不同（按我理解维基百科上的描述）。
不过我真的没找到钕铁硼Br=0时μ是多少。

分开时，它们有各自的B/H/M，同意。
B=μH，M=xmH，所以B确定了，H和M就确定了。
H=0是什么意思？

elder60

我对磁滞回线的基本看法：
1. 磁滞回线是：在一段连续的时间内，在“外加的H”的作用下，样品材料产生了B，把H和B记录在直角坐标上的曲线。（好象是废话）
2. 每个时间，磁滞回线上只是一个点而已。
3. 现在，当然H=0。（特别注意：“外加的H”）

young33

1. 买了2块一样的铷铁硼薄圆片，分开时，有它们各自的M，H和B。
当它们吸合在一起时，它们各自的M，H和B有什么变化？


如果说H是指外加的话，对于其中一块铷铁硼，另一块的磁场对其冲磁，所以其B增加，M增加，H等于另一块增加后的M。


2. 铷铁硼的导磁率是多少？
问题不明白，磁导率会变。问初始磁导率，最大磁导率，还是可逆(回复)磁导率？每家的产品都不一样的。中山的这家N35是1.05-1.1.

http://www.golde.cn/newEbiz1/EbizPortalFG/portal/html/CategoryList.html?ProductMultiCategoryPicker210_action=Searchcategory&ProductPicker_action=Searchcategory&CategoryID=c373e90db1e38dbd8ffa46bc4e315

young33

另外，从网上批发只是因为我是菜鸟，有很多术语还不熟悉，在学习的过程中看到网上的一些资料和大家分享下而已。下次我会注意网上摘录的内容的质量的。谢谢批评。

gzhuli

【13楼】 elder60 60岁老头
3. 现在，当然H=0。（特别注意：“外加的H”）
-------------------------------------------
哦，原来是这个意思。

如果只有一个永磁体，没有其它东西，H还有意义吗？没有吧。
H要怎么体现出来？一个线圈，通一定的电流，靠近这个永磁体，此时H≠0；又或者，一个闭合线圈，靠近永磁体过程中，线圈中产生感应电流，此时H≠0。
那么，要讨论磁场的相互作用，何来H=0的情况？

---

【15楼】 young33
中山的这家N35是1.05-1.1.
-------------------------------------------
呵呵，你不也忘了说明1.05-1.1是什么导磁率？
这是回复导磁率，似乎永磁体都用“回复导磁率”，因为永磁体一般带剩磁，初始导磁率基本没用。
如果钕铁硼的相对回复导磁率是1.05-1.1，那是非常低的，不能显著改变线圈的电感。

---

【14楼】 cocalli
以下摘自英文维基百科：In 1982 General Motors Corporation, Sumitomo Special Metals and The China Academy of Sciences discovered the Nd2Fe14B compound.
钕铁硼的发现者是3个，美国通用、日本住友、中国科学院。通用后来成立了Magnequench，现在是Neo Materials Technology Inc；住友后来被日立收购。中科院有没有专利权就不知道了，如果没有可就真够呆的了。

elder60

【17楼】 gzhuli 咕唧霖

3. 现在，当然H=0。（特别注意：“外加的H”）
-------------------------------------------
哦，原来是这个意思。

如果只有一个永磁体，没有其它东西，H还有意义吗？没有吧。
H要怎么体现出来？一个线圈，通一定的电流，靠近这个永磁体，此时H≠0；又或者，一个闭合线圈，靠近永磁体过程中，线圈中产生感应电流，此时H≠0。
那么，要讨论磁场的相互作用，何来H=0的情况？
***********************************************************************
我只是提醒大家，不管什么材料，讲到H，那就是外来的。
那是以前我的老师提醒我们的，我特别感谢他。因为别班的同学测验时，都错了。


铷铁硼的导磁率是多少？我确实不知道，非常想知道。这对于磁路设计是有用的。
但网上查不到。感谢 young33【15楼】提供的信息。

钕铁硼的相对回复导磁率是1.05-1.1，相当于磁路中插入一段气隙。

elder60

young33在【5楼】提及的 H = (B/μo) - M 不妨仔细讨论一下，这对理解永磁体很重要。

磁感应强度     B = μo * M + μo * H
内禀磁感应强度 Bi = μo * M = B - μo * H

如何通俗而又正确地理解磁化强度M ？我还是困惑的。
我必须承认，目前，我确实处在“一知半解”状态。

elder60

young33在【5楼】提及的
在线性各向同性磁介质中，M与H成正比，即M＝xmH，xm是磁介质的磁化率。
B ＝  B = μo * M + μo * H = μo（1＋xm）* H ＝ μoμrH                  式中μr＝1＋xm称为磁介质的相对磁导率。

gzhuli 咕唧霖在【8楼】也是这个意思？
M和H是正比关系，H和B是正比关系，只需要知道B有什么变化就行。

-----------------------------------------------------------------
我知道这些都是很经典的描述，我嘴上不敢枉加评论。
然而，我心里总是在想：

这么简单的描述？到底是什么意思？它能帮助我们点什么？一块永磁体就用它来描述？

我心中不平。然而，它是“经典论述”。问题在那里呢？

young33

什么是"线性各向同性磁介质"？我的理解是类似于真空的物质。这种物质应该是没有磁滞的，它的磁滞回线应该是一条直线（如果不考虑饱和的话）。在这种情况下，M=xmH。而永磁体显然是有磁滞的，他的M不是正比于H,不然也不可能有剩磁--剩磁的定义就是在H=0的时候的B，而有B的话肯定有M。

5楼我的摘抄和8楼咕唧霖的论述应该都不适用于有磁滞回线的物质包括永磁体。

elder60

【21楼】 young33
我大致和你的上述看法类似。

我想，我们讨论的目的不是复习功课，应该也必须是：寻找和探讨一种不太深的理论和算法，来指导今后的实验。
这是一个必须把握住的大方向。
请多多出力。我的能力和体力实在有限。

gzhuli

M和H成正比，我觉得这个描述没问题。
公式研究的是有H的情况，而不是H=0的情况，所以应该说这个关于B/H/M关系的公式，不适用于无外磁情况下的永磁体。

M是什么东西，按我这几天的理解，应该是B-H图中，穿过原点，与磁化曲线相交的一条直线，其斜率就是导磁率。