饱和磁化曲线探究

假设我们在一个非磁性的实心棒外部缠绕一个螺线管，线圈上施加电流，则螺线管内部的空间就将被磁化。随着电流的加大，磁场强度（H）和磁通密度（B）与电流的关系曲线都是沿直线的增加。当减少电流时磁通密度会沿着同一直线下降，直到电流为零时磁通密度变为零。现在还用同一个螺线管，内部空间填充一个未被磁化的铁磁材料，若增加电流将产生饱和磁化曲线。这个曲线也被称作B-H曲线、初始曲线，或者就叫作饱和曲线（见图6.1）。

图6.1 铁磁材料的磁滞回线。没有画出初始磁化曲线（从O到D）。O至E的长度表示剩磁，O到L为矫顽磁力，回线的宽度L到P比定子铁心常用的材料有所夸张(www.xing528.com)

当铁磁材料中的磁场强度（H）（即磁动势mmf）增加时，这个电流感应产生的磁场作用到磁畴上，使它们顺着磁场方向排列极性，于是每个磁畴的磁动势都与外部磁场保持一致，因此磁场的磁通就增加了。起初，原本就与外部磁场方向相近的磁畴很容易变到外部磁场的方向，随着外部磁动势增加磁通密度成线性增加。当磁动势继续增加时，那些原本与外部磁场方向迥异的磁畴将被迫与外部磁场趋于一致，这时磁化曲线会产生一个拐弯部分，继续下去所有的磁畴都变成同向。这个拐弯点就是铁磁材料所谓的饱和点，进一步增加外部磁动势，相应的磁通密度（B）则以低得多的速率增加。饱和曲线和螺线管内部充满空气时产生的直线，在任何磁动势下所对应的磁通密度之间的差别，是因磁性材料的作用而造成的。铁磁材料所得到的一直上升到饱和点的磁通密度，被称作为本征磁通，它比在很高的磁动势下得到的总磁通能更好地指示磁化特性。