外部磁场对磁导率的影响体现在哪些方面
2025-04-25 13:38:56
外部磁场对磁导率的影响主要体现在以下几个方面:
一、改变磁畴结构
外部磁场能够使磁性材料内的磁畴取向、大小和分布发生变化。在弱磁场中,温度升高时,磁畴壁移动更容易,磁导率可能随温度升高而增大;而在强磁场中,磁畴基本处于饱和磁化状态,温度升高对磁畴结构影响变小,磁导率随温度的变化就不那么明显。
二、影响磁矩取向
温度升高使原子热运动加剧,磁矩取向趋于无序,降低材料磁性;外部磁场则使磁矩沿磁场方向取向,增强磁性。二者对磁矩取向的作用相互竞争,使磁导率随温度变化的关系变得复杂。例如,无外部磁场时,磁导率可能随温度升高单调下降;有外部磁场时,可能先上升后下降,低温时外部磁场作用占主导使磁导率增加,温度进一步升高后,热运动影响超过外部磁场,磁导率又开始下降。
三、改变居里温度
外部磁场会改变磁性材料的居里温度,进而影响磁导率随温度变化的规律。一般来说,施加外部磁场会使居里温度发生偏移,居里温度变化时,磁导率在不同温度区间的变化趋势也会相应改变。例如,对于某些铁磁性材料,无外部磁场时居里温度为Tc,磁导率在Tc附近急剧变化;施加较强外部磁场后,居里温度可能升高到Tc,磁导率随温度变化的转折点就变为Tc,且在Tc附近的变化规律也与原来不同。
四、磁化曲线与磁滞现象
对磁性材料施加外部磁场,其磁化过程中,磁导率随磁场强度变化而变化。磁化初期,随外部磁场强度增加,磁畴逐渐转向与外部磁场方向一致,磁导率逐渐增大;达到饱和磁化状态后,再增加磁场强度,磁导率逐渐减小。磁性材料在反复磁化过程中会出现磁滞现象,磁导率的变化与磁场强度的变化不是一一对应,存在滞后现象,这是因为磁畴在磁化和退磁过程中有能量损耗和不可逆过程。
五、不同磁性材料的差异
铁磁性材料磁导率高,随外部磁场强度变化显著,磁滞回线宽大,磁滞现象明显;顺磁性材料磁导率略大于真空磁导率,与外部磁场强度成正比,变化相对较小,无磁滞现象;抗磁性材料磁导率小于真空磁导率,磁化强度与外部磁场强度方向相反,磁导率几乎不随外部磁场强度变化。
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