磁性的本质排列及力线案例计算

电磁是电流流过简单导体（如电线或电缆）时产生的力。

周围产生一个小磁场具有该磁场方向的导体，其“北极”和“南极”由流过导体的电流方向决定。

磁性播放在电气和电子工程中发挥重要作用，因为如果不存在磁力，如果没有继电器，螺线管，电感器，扼流圈，线圈，扬声器，电动机，发电机，变压器和电表等组件，就不会起作用。

然后，当电流流过电线时，每个线圈都会产生电磁效应。但在我们更详细地研究磁性，特别是电磁学之前，我们需要回忆一下磁体和磁力如何工作的物理课程。

磁性的本质

磁铁可以以磁性矿石的形式存在于自然状态，其中两种主要类型是磁铁矿，也称为“氧化铁”，（FE） 3 O 4 ）和Lodestone，也称为“龙头石”。如果这两个天然磁铁悬挂在一根弦上，它们将占据与地球磁场总是指向北方的位置。

这种效果的一个很好的例子就是指南针。对于大多数实际应用，这些天然存在的磁体可以忽略不计，因为它们的磁性非常低，因为现在人造磁铁可以生产出许多不同的形状，尺寸和磁场强度。

基本上有两种磁性形式，“永磁体”和“临时磁体”，其使用类型取决于其应用。有许多不同类型的材料可用于制造铁，镍，镍合金，铬和钴等磁铁，并且在其天然状态下，这些元素中的一些元素如镍和钴本身的磁量非常差。

然而，当与其他材料（如过氧化铁或铝）混合或“合金化”时，它们会变成非常强的磁铁，产生不寻常的名称，如“alcomax”，“hycomax”，“alni”和“alnico”。

处于非磁性状态的磁性材料具有松散磁链形式的分子结构或以随机图案松散排列的单个微小磁体。这种类型的布置的整体效果导致零或非常弱的磁性，因为每个分子磁体的这种偶然排列倾向于中和其邻居。

当材料磁化时这个随机分子的排列发生变化，微小的未对准和随机分子磁体以这样的方式“排列”，即它们产生一系列磁性排列。铁磁材料分子排列的这种观点被称为Weber's Theory，并在下面说明。

一块铁和磁铁的磁分子排列

韦伯的理论基于这样一个事实：由于原子电子的旋转作用，所有原子都具有磁性。原子组连接在一起，使得它们的磁场都在相同的方向上旋转。磁性材料由原子周围分子水平的微小磁体组成，磁化材料的大部分微小磁体在一个方向上排列，只在一个方向上产生一个北极，在另一个方向产生一个南极。同样，具有指向所有方向的微小分子磁体的材料将使其分子磁体被其相邻磁体中和，从而中和任何磁效应。这些分子磁体区域被称为“域”。

任何磁性材料本身都会产生磁场，这取决于轨道和旋转电子所建立的材料中磁畴的排列程度。这种对齐程度可以通过称为磁化的量来确定， M 。

在非磁化材料中， M = 0 ，但是一旦磁场被移除，一些域仍保持在材料中的小区域上对齐。对材料施加磁化力的作用是使一些区域对齐以产生非零磁化值。

一旦磁力消除，材料内的磁性将保持不变或根据使用的磁性材料快速衰减。材料保持其磁性的这种能力被称为保持性。

保持其磁性所需的材料将具有相当高的保持性，因此用于制造永磁体虽然那些需要快速失去磁性的材料，如用于继电器和螺线管的软铁芯，其保持性非常低。

磁通

所有磁铁，无论其形状如何，有两个叫做磁极的区域，在磁路中和磁路周围都有磁性，在它周围产生一系列有组织和平衡的无形通量线。这些磁通线统称为磁铁的“磁场”。这些磁场的形状在某些部分比其它部分更强烈，磁体具有最大磁性的区域被称为“磁极”。在磁铁的每一端都是一根磁极。

肉眼看不到这些磁通线（称为矢量场），但可以通过使用撒在板上的铁填料在视觉上看到它们。纸张或使用小指南针来追踪它们。磁极总是成对出现，磁体总是有一个区域称为北极，并且总是存在一个相反的区域，称为南极。

磁场总是在视觉上显示为力线，在材料的每一端都给出一个明确的极点，其中磁通线更密集和集中。构成显示方向和强度的磁场的线称为力线或更常见的“磁通量”，并给出希腊符号 Phi （ Φ）如下所示。

来自条形磁铁磁场的力线

如上所示，磁通线靠近磁极的磁场最强，磁通线间距更近。磁通量流的一般方向是从北（ N ）到 South （ S ）极点。另外，这些磁力线形成闭环，其留在磁铁的北极并进入南极。磁极总是成对的。

然而，磁通量实际上并不从北极流到南极或在任何地方流动，因为磁通量是存在磁力的磁体周围的静态区域。换句话说，磁通量不流动或移动它就在那里并且不受重力的影响。在绘制力线时会出现一些重要事实：

力线从不交叉。

力线 CONTINUOUS 。

力线总是在磁铁周围形成单独的 CLOSED LOOPS 。

力线从北到南有明确的 DIRECTION 。

靠近的力线表示 STRONG 磁场。

相距较远的力线表示 WEAK 磁场。

磁力吸引并像电力一样排斥，当两条力线靠近时，两个磁场之间的相互作用会导致两种情况之一：

1。 - 当相邻的极点相同时（北 - 北或南 - 南），它们相互 。

2. - 当adjac它们彼此相距不同，（南北或南北）。

这种效果很容易通过着名的表达来记住“相反的吸引力“和磁场的这种相互作用可以很容易地使用铁填充来证明磁铁周围的力线。对杆的各种组合的磁场的影响如同极点排斥和不同的极点吸引可以在下面看到。

像磁场一样的磁场

当用罗盘绘制磁场线时，可以看到力线产生的方式是在每一端给出一个明确的极点磁力线离开北极并重新进入南极的磁铁。通过加热或敲击磁性材料可以破坏磁性，但是不能通过简单地将磁铁分成两块来破坏或隔离磁性。

因此，如果你拿一块普通的条形磁铁并将它分成两块，你就是没有磁铁的两半，而是每个碎片都会以某种方式拥有自己的北极和南极。如果你把其中一块再把它分成两块，那么每个小块都会有一个北极和一个南极等等。无论磁铁的碎片多小，每一块都会有一根北极和一根南极，疯狂！

然后，为了让我们在电子或电子计算中利用磁力，有必要确定磁力的各个方面。

磁力的大小

我们现在知道，磁力线周围的磁力线或更常见的磁通量是希腊符号， Phi ，（Φ），磁通量单位为在Wilhelm Eduard Weber之后， Weber ，（ Wb ）。但是，给定单位面积内的力线数称为“通量密度”，因为通量（Φ）是以（ Wb ）和面积（ A ）以平方米为单位（ m 2 ），因此在 Webers / Meter 2 中测量通量密度或（ Wb / m 2 ）并给出符号 B 。

但是，在引用时对于磁通量密度，磁通密度以Nikola Tesla后的特斯拉为单位，因此一个 Wb / m 2 等于1特斯拉， 1Wb / m 2 = 1T 。通量密度与力线成正比，与面积成反比，因此我们可以将通量密度定义为：

磁通密度

磁通密度的符号是 B ，磁通密度的单位是特斯拉， T 。

重要的是要记住，磁通密度的所有计算都以相同的单位进行，例如，网络中的通量，区域特斯拉中的m2和磁通密度。

磁性实施例No1

圆形磁棒中存在的助焊剂量在0.013织网上测量。如果材料的直径为12cm，则计算磁通密度。

磁性材料的横截面积以m2表示：

磁通量为0.013网络，因此磁通密度可按下式计算：

因此磁通密度计算为1.15特斯拉。

当处理电路中的磁性时，必须记住一个特斯拉是磁场的密度，如载有1安培且与磁场成直角的导体在其上经受一个牛顿米长的力，这将在下一个关于电磁学的教程中得到证明。