磁极及其作用力：硬磁材料的特性和应用

实验5-2：把一个磁棒完全插进曲别针堆或钉子锥中。

磁体的端头吸有许多曲别针或铁钉。

磁体具有强吸引力的位置称为磁极。磁作用力随距磁极距离的增加而减弱。在磁体的中间磁力作用很小。这个极小的区域称为磁中性区。

实验5-3：把一个小磁棒水平地悬挂起来，并使之可以转动。

磁棒大体上指向地球的南、北极。

人们把指地球北向的磁极称为北极（N），而指向南的磁极称为南极（S）。

实验5-4：把一个磁体去接近另一个磁体。

磁体的南、北极相吸引，不同极性的磁极相排斥（图5-1）。

实验5-5：把一个磁体，如磁化的铁丝在中间分开。把一个磁针放在这部分的端部。

在每个此前非磁性的分离处形成相反的磁极。每个分磁体又有一个北极和一个南极（图5-2）。

可以继续拆分磁体，并直至到最后的不可再分拆的最小磁体。人们把此铁磁晶体部分称为分子磁体。

图5-1 磁极的作用力

实验5-6：把两个吸有铁件的条形磁体的不同极性端彼此接通。

在磁体的结合处，因出现新的中性区而使铁件脱落。

形成一个有新南极、北极和中性区的磁体（图5-3）。

未磁化的铁磁材料有无序的分子磁体，因此其本身未显示出磁作用（图5-4a）。用强磁体对其进行磁化，分子磁体则定向排列，从而形成一个单独的磁体（图5-4b）。通过磁化在材料中不产生磁力，而只是使无序分子磁体定向排列。这种定向需要做功。

图5-2 把一个磁体拆成分磁体

图5-3 由分磁体组成新的磁体(www.xing528.com)

图5-4 分子磁体的模型概念

在一个磁材料中定向的分子磁体越多，则其磁作用就越大。当所有的分子磁体都定向排列后，要想再扩大其磁作用是不太可能的，人们把这种磁材料状态称为磁饱和。

ⓘ磁体（2）

磁化：

使分子磁体的定向排列。

去磁：

取消分子磁体的定向排列。

居里温度：

超出此温度时，铁磁材料将失去磁性。例如铁：v_curie=769℃。

硬磁材料：

只有耗费较高能量的情况下才能反复磁化的材料。

软磁材料：

耗费少量能量就能反复磁化的材料。

实验5-7：把一条直径为0.5mm的铁丝以较大的垂度挂在两个立式接线柱之间。用一个强磁体使铁丝偏向一侧。对铁丝施加一个直流电压，缓慢增加电流，直至铁丝灼热。

当炽热时，铁丝从磁体上落下。在冷却后，铁丝又可磁化。

可以用特定的温度，如居里温度θcurie，对材料消磁，也可以用锤击的强振动来消磁。在工程上是用消磁设备消磁的。

有这样一种材料，对其输入很小的能量就会使分子磁体处于无序状态。人们把这样的材料称为软磁材料。如变压器用硅钢片这种软磁材料耗费少量的能量便可磁化与消磁。

能够长时间保持磁性和保留固定的分子磁体定向的材料称为硬磁材料。硬磁材料只能在耗费高的能量的情况下才可磁化和消磁。硬磁材料是由永磁铁（恒磁铁）制成的。