表磁就是磁鐵的磁力嗎?表磁越高的磁鐵磁力越好嗎?
表磁、剩磁和磁通量有什么區(qū)別和聯(lián)系嗎?
同一塊磁鐵用磁通計(jì)和高斯計(jì)測(cè)量為什么數(shù)值不一樣?
最近經(jīng)常在后臺(tái)被問(wèn)這些問(wèn)題,其實(shí)這些問(wèn)題都和永磁體的表磁、剩磁和磁通量有關(guān),今天我們就來(lái)介紹一下這三個(gè)概念的異同和相互關(guān)系。
表 磁
概念:表磁是指磁體表面某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(那么中心和邊緣的表磁就不一樣),是高斯計(jì)與磁體某一表面接觸測(cè)得的數(shù)值,并非該磁體整體的磁性能。
測(cè)量:測(cè)量磁鐵表磁一般使用高斯計(jì),也叫特斯拉計(jì)。不同廠家高斯計(jì)上的霍爾感應(yīng)元件不同,對(duì)同一磁體所測(cè)量出來(lái)的表磁也就不一樣。此外,需注意不同國(guó)家使用的高斯計(jì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不一樣哦。
表磁與磁鐵的高徑比(磁鐵的高度與直徑之比)有關(guān),高徑比值越大表磁越高,即垂直于磁化方向的表面積越大,表磁越低; 磁化方向尺寸越大,表磁越高。
磁通量(常見(jiàn)高斯計(jì),圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
磁 通 量
概念:設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)面積為S且與磁場(chǎng)方向垂直的平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積,叫做穿過(guò)這個(gè)平面的磁通量,簡(jiǎn)稱磁通,符號(hào)“Φ”,單位是韋伯(Wb)。 磁通量是表示磁場(chǎng)分布情況的物理量,是一個(gè)標(biāo)量,但有正負(fù),正負(fù)僅代表其方向。Φ=B·S,當(dāng)S與B的垂面存在夾角θ時(shí),Φ=B·S·cosθ
(磁通量示意圖,圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
通過(guò)某平面的磁通量的大小,可以用通過(guò)這個(gè)平面的磁感線的條數(shù)來(lái)形象地說(shuō)明。在同一磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方,磁感線越密。因此,B越大,S越大,磁通量就越大,意味著穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)越多。過(guò)一個(gè)平面若有方向相反的兩個(gè)磁通量,這時(shí)的合磁通為相反方向磁通量的代數(shù)和。
測(cè)量:磁通計(jì)是測(cè)量磁通量的儀器,同時(shí)需配合測(cè)量線圈(直徑0.1-0.5的銅線),近年來(lái)國(guó)內(nèi)永磁體生產(chǎn)廠家廣泛的采用亥姆霍茲線圈對(duì)批量產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)(亥姆霍茲線圈是一種制造小范圍區(qū)域均勻磁場(chǎng)的器件。由于亥姆霍茲線圈具有開(kāi)敞性質(zhì),很容易地可以將其它儀器置入或移出,也可以直接做視覺(jué)觀察,所以是物理實(shí)驗(yàn)常使用的器件。因德國(guó)物理學(xué)者赫爾曼·馮·亥姆霍茲而命名)
(亥姆霍茲線圈及磁通計(jì),圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
剩 磁
概念:剩磁是指利用外磁場(chǎng)將鐵磁體磁化到飽和狀態(tài)后再逐漸減小外磁場(chǎng)到零時(shí),鐵磁體內(nèi)所保留的磁感應(yīng)強(qiáng)度,其全稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度(Br表示)。剩磁由磁體本身的特性決定,同一個(gè)磁體在特定條件下剩磁是不變的,具有單值性。
剩磁與表磁的關(guān)系:兩者都以高斯為單位,但是表磁和剩磁之間沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系可尋,即剩磁相同的兩塊磁體,表磁的大小未必相同,表磁受磁體的形狀、大小、磁化方式的影響。
1)形狀相同,性能、尺寸也完全相同的兩塊磁鐵,表磁較高的剩磁較強(qiáng)
2)形狀不同,或性能、尺寸不同的兩塊磁鐵,不能簡(jiǎn)單地以表磁高低來(lái)判定剩磁的大小
剩磁與磁通量的關(guān)系:當(dāng)磁體的磁路閉合時(shí),可以使用磁通計(jì)測(cè)量磁通量,進(jìn)而計(jì)算剩磁。Br=φ/n/s,其中:φ表示磁通量,n表示線圈匝數(shù),s表示磁體橫截面積
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