材料的每一個(gè)分子都是一個(gè)具有北極和南極的磁鐵。所有分子都必須在同一方向上排列，以獲得最大的通量密度。一旦所有分子都對(duì)齊，磁通密度達(dá)到最大值，導(dǎo)致磁芯飽和。

磁芯的磁化滯后于 H（磁化力）值是由分子攪拌引起的。也就是說(shuō)，每個(gè)分子都傾向于在外場(chǎng)的方向上排列自己，然后，當(dāng)流過(guò)線圈的電流方向相反時(shí)，它必須在相反的方向上排列自己。如果 H 的極性緩慢反轉(zhuǎn)，則使用的能量非常少。如果 H 的極性迅速反轉(zhuǎn)，則核心中的分子相互碰撞會(huì)產(chǎn)生大量熱量，從而導(dǎo)致高能量損失，稱為磁滯損失。鐵磁材料的典型磁滯曲線如圖 1所示。

圖 1.?

鐵磁材料的典型磁滯曲線。

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磁芯完全退磁后，通電。磁化力 (H) 從原點(diǎn) (0) 增加到點(diǎn) a，在該點(diǎn)磁芯材料在 +16,000 G 下飽和。當(dāng)磁化力減小到 0 時(shí)，磁芯材料不會(huì)以相同的速率退磁。在施加 0 Oe 磁化力的 b 點(diǎn)，磁通密度仍約為 +12,000 G。此時(shí)，通過(guò)線圈的電流反向，使磁芯沿相反方向磁化。在 c 點(diǎn)達(dá)到 4 Oe 的磁化力之前，磁芯不會(huì)完全退磁。隨著從 c 點(diǎn)到 d 點(diǎn)的負(fù)方向磁化過(guò)程繼續(xù)，磁芯的極性反轉(zhuǎn)并在 -16,000 G 的磁化力下完全飽和。當(dāng)磁化力減小到 0 時(shí)，磁芯材料仍然具有 -在 e 點(diǎn)為 12,000 G。

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什么是保持性？

保持性是磁芯材料在去除磁力后保持其磁性的能力。保持力在硬鋼中最突出，在軟鐵中最不突出。磁化力降低到0時(shí)的剩磁值取決于磁芯材料的類型。具有最大保持力的磁芯材料，因此磁滯曲線包圍的面積最大，具有最大的能量損失。具有更大磁滯曲線面積的材料通常具有更大的磁保持性。例如，退火鋼的磁保持率約為硬鋼的一半（見(jiàn)圖 2）。

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圖 2.

退火鋼 (b) 的磁保持率約為硬鋼 (a) 的一半

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矩形滯后曲線

由鎂、錳或鐵組成的磁性物質(zhì)具有矩形磁滯曲線。參見(jiàn)圖 3。隨著磁化力沿正方向逐漸增加，B 幾乎沒(méi)有發(fā)生變化。在磁化力達(dá)到臨界點(diǎn) (a) 時(shí)，磁芯飽和。隨著磁化力的降低，磁芯在正方向上保持飽和，直到達(dá)到臨界點(diǎn) (b)，導(dǎo)致磁芯在負(fù)方向上飽和。然后重復(fù)這個(gè)循環(huán)。

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圖 3.

由鎂、錳或鐵組成的磁性物質(zhì)具有矩形磁滯曲線。圖片由

Britannica 提供

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筆記

由于材料總是在正向或負(fù)向飽和，因此它們?cè)?1950 年代和 1960 年代制作了出色的設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字信息，盡管與現(xiàn)代技術(shù)相比，其存儲(chǔ)密度很小。

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什么是磁阻？

磁阻是每立方厘米材料的磁阻。磁阻有時(shí)用于比較各種材料對(duì)空氣的磁阻。例如，空氣的磁阻是鐵的 1800 倍。磁阻是磁導(dǎo)率的倒數(shù)，磁導(dǎo)率是傳導(dǎo)磁力線的能力。磁阻越大，對(duì)磁力線的阻力就越大。

筆記

除了在螺線管、繼電器和離合器中的應(yīng)用外，電磁鐵還用于提升重質(zhì)量的磁性材料。雖然永磁體具有磁性保持（硬）線圈材料，但電磁體具有非磁性保持（軟）線圈材料，僅當(dāng)電流流過(guò)線圈時(shí)才表現(xiàn)出磁性。通過(guò)使用直流電源和開(kāi)關(guān)控制電流，電磁體可以打開(kāi)和關(guān)閉，并用于將重磁性材料（例如鋼）從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。

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什么是滲透率？

磁導(dǎo)率是磁芯材料允許磁力線通過(guò)的特性。磁導(dǎo)與電路中的電導(dǎo)相比較，是磁阻的倒數(shù)。通過(guò)應(yīng)用以下公式計(jì)算滲透率：

\[{{P}_{m}}=\frac{1}{{{R}_{m}}}\]

在哪里

P m = 物質(zhì)永久性。磁導(dǎo)率的 SI 單位是亨利 (H)，即韋伯每安培匝。

R m = 每韋伯安培匝數(shù)的材料磁阻