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[楼主]  [31楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/03/28 23:32 

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[楼主]  [32楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/22 02:10 

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[楼主]  [33楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/22 13:41 

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[楼主]  [34楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/11/22 07:24 

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 [35楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2015/11/22 14:48 

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[楼主]  [36楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/11/23 08:26 

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[楼主]  [37楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/11/23 23:39 

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[楼主]  [38楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/11/23 23:43 

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[楼主]  [39楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/09 00:49 

何谓磁畴?磁畴就是分子自发磁化出的一个个磁场达到饱和的小单位分子团。这些分子团等效成一个个小分子环流,具有微观磁场。它们是杂乱无章的排列的,宏观上不显磁性。技术磁化的目的就是把这些不规则的环流方向扳正成一致,使其环流矢量和达到最大。

 


为了形象,直接就把这些环流看作微小的柱形磁铁。比如我把10000个小磁铁置于一体积油中分散,不考虑重力的沉降作用,也不允许它们聚成一团,让它们保持等间距,这就和磁畴在实际铁磁物质中一样了。

 


在有外加传导电流时,它们的方向会趋于一致,如果这些磁体和油没有摩擦,只有磁体间和油分子间的引力势能,则该磁化就十分容易,它没有热能损失,它的磁导率也十分大。比如我外加100Am-1的磁场,它们的方向就全顺过来了,比如达到了1特斯拉。它们的磁化程度几乎是和外磁场成正比的,在达到饱和前,是线性的。当我把磁场撤除,它们又恢复到未磁化时初始位置了。这种磁畴及所在环境就是理想软磁体。软磁铁中的磁畴转动是一种角度位置弹性形变,不受力时还能恢复到初始位置。

 


如果我把这些小磁铁分散于松软的土中,磁化时遇到的阻力就会明显增加。相同的外加磁场100Am-1,磁化出来的B就小,比如只有0.3特斯拉,它的B点就会落到理想软磁铁的B的下面。这个材料就略显硬。当然,我如果想把它磁化到1特斯拉,我外加磁场可能就要达到400Am-1




如果我把这些小磁铁分散在硬面团中,显然同样的激励磁场100Am-1,把磁体扳正的效果就大大降低,得到的B就更小,比如B只有0.1特斯拉,它比在松软土环境之下的B还低。我要增大很大的激励磁场,比如1000Am-1,才能克服硬面团和小磁铁的摩擦力,把小磁铁一一扳正过来,达到B=1特斯拉。这就是硬磁材料的特点。此时虽然B达到和理想软磁铁一样了,但是用的H却有10倍的区别。因此,即使B相同了,但H不相同,它们也不是在一个点上。硬磁材料永远无法和软磁材料达到相同的M(H)状态。由于小磁铁在松软土和硬面团中会发生转动角度永久保持,也会使得被外力扳正后的小磁铁在失励磁后不能依靠自然回复力回到初始状态,这就表现出硬磁材料的剩磁。

 


硬磁材料被磁化的曲线永远都是处于理想软磁材料的磁化曲线之下,相同B值时(如果能到达)B曲线和B轴围成的面积总是大于理想软磁体的面积。其一是它总低于理想软磁体的磁化曲线,其二是达到相同的B时,H要向右很多很多,如上面的10倍。这两个因素就使硬磁铁磁化曲线和B轴之间的面积远大于软磁铁的面积,而不是“只有沿着线性铁磁材料的起始磁化曲线积分其消耗的电能最多,其余的非线性铁磁材料的起始磁化曲线与纵坐标B所围成的曲边三角形面积更小。”(见朱顶余《磁场能密度属于磁场场状态的函数,只取决于其状态参量(H,M)与抵达该状态的具体历程无关》【32楼】)。

[楼主]  [40楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/09 06:41 

看图,要注意一些要点,其中最重要的一点就是要注意横纵坐标的单位长度代表多大的数值。比如看磁化曲线,拿到我们手中的、书中插图所绘制的,基本都是一个长和宽相等的见方坐标图。比如前面画了一张软磁铁的磁化曲线图,这条初始磁化曲线沿着大约45度角度从零点出发了。这张图整成了见方是改变了H或B坐标轴的压缩程度实现的。另外画一张硬磁材料的磁化曲线图,如果还按照软磁材料H的大小的绘制,其H坐标可能就会超出纸张,因此就要对H坐标轴进一步压缩,还压缩成见方的图纸大小。这时H坐标在纸面上单位长度代表的磁场强度就变了。不能把这样两个图纸直接覆盖起来妄图找交点,找出来也不对。必须把两图纸坐标轴单位长度所代表物理量数值搞成一样,比如H轴上的1厘米都代表1000Am-1,B轴上1厘米都表示1特斯拉。这样解压缩的两图纸尺寸可能就相差悬殊了,但把这样的两图纸重叠才能找交点。单凭书本上给出的示意性图纸就断言两曲线有交点是不正确的想法。
[楼主]  [41楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/09 06:41 

何谓磁畴?磁畴就是分子自发磁化出的一个个磁场达到饱和的小单位分子团。这些分子团等效成一个个小分子环流,具有微观磁场。它们是杂乱无章的排列的,宏观上不显磁性。技术磁化的目的就是把这些不规则的环流方向扳正成一致,使其环流矢量和达到最大。


为了形象,直接就把这些环流看作微小的柱形磁铁。比如我把10000个小磁铁置于一体积油中分散,不考虑重力的沉降作用,也不允许它们聚成一团,让它们保持等间距,这就和磁畴在实际铁磁物质中一样了。


在有外加传导电流时,它们的方向会趋于一致,如果这些磁体和油没有摩擦,只有磁体间和油分子间的引力势能,则该磁化就十分容易,它没有热能损失,它的磁导率也十分大。比如我外加100Am-1的磁场,它们的方向就全顺过来了,比如达到了1特斯拉。它们的磁化程度几乎是和外磁场成正比的,在达到饱和前,是线性的。当我把磁场撤除,它们又恢复到未磁化时初始位置了。这种磁畴及所在环境就是理想软磁体。软磁铁中的磁畴转动是一种角度位置弹性形变,不受力时还能恢复到初始位置。


如果我把这些小磁铁分散于松软的土中,磁化时遇到的阻力就会明显增加。相同的外加磁场100Am-1,磁化出来的B就小,比如只有0.3特斯拉,它的B点就会落到理想软磁铁的B的下面。这个材料就略显硬。当然,我如果想把它磁化到1特斯拉,我外加磁场可能就要达到400Am-1


如果我把这些小磁铁分散在硬面团中,显然同样的激励磁场100Am-1,把磁体扳正的效果就大大降低,得到的B就更小,比如B只有0.1特斯拉,它比在松软土环境之下的B还低。我要增大很大的激励磁场,比如1000Am-1,才能克服硬面团和小磁铁的摩擦力,把小磁铁一一扳正过来,达到B=1特斯拉。这就是硬磁材料的特点。此时虽然B达到和理想软磁铁一样了,但是用的H却有10倍的区别。因此,即使B相同了,但H不相同,它们也不是在一个点上。硬磁材料永远无法和软磁材料达到相同的M(H)状态。由于小磁铁在松软土和硬面团中会发生转动角度永久保持,也会使得被外力扳正后的小磁铁在失励磁后不能依靠自然回复力回到初始状态,这就表现出硬磁材料的剩磁。


硬磁材料被磁化的曲线永远都是处于理想软磁材料的磁化曲线之下,相同B值时(如果能到达)B曲线和B轴围成的面积总是大于理想软磁体的面积。其一是它总低于理想软磁体的磁化曲线,其二是达到相同的B时,H要向右很多很多,如上面的10倍。这两个因素就使硬磁铁磁化曲线和B轴之间的面积远大于软磁铁的面积,而不是“只有沿着线性铁磁材料的起始磁化曲线积分其消耗的电能最多,其余的非线性铁磁材料的起始磁化曲线与纵坐标B所围成的曲边三角形面积更小。”(见朱顶余《磁场能密度属于磁场场状态的函数,只取决于其状态参量(H,M)与抵达该状态的具体历程无关》【32楼】)。
[楼主]  [42楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/12/09 14:49 

硬磁铁的磁化率永远小于软磁铁。想得到相同的B就要有很大的H。因此在需要高强磁场的场合,无一例外要使用电磁铁。这是因为软磁铁的相对磁导率可达几万到十几万,用不大的传导电流就可以获得非常强的磁感应强度B。但是硬磁铁的饱和磁感应强度很低,你别看现在有很多种材料的强磁铁,它们饱和磁化后的剩磁比前者要差很多。
[楼主]  [43楼]  作者:王普霖  发表时间: 2016/03/26 06:02 

音频变压器“会唱歌”的分析

两个相互接触的电磁铁都通上交流电,它们之间会如何?正、负峰值时,它们会吸引得紧一些。交流电过零时,会放松一些。于是它们之间就产生了音频振动,而这个振动的周期,刚好是交流电频率的二倍频。如果正常音频电流通入喇叭,喇叭线圈在永久磁铁的两极缝隙里和磁场作用,正半周推,负半周拉,形成推挽,刚好一个音频周期完成一次纸盆振动,放出的就是原来的正弦频率的本来声音。

但是,电磁铁或音频变压器的硅钢片并没有永久磁性,那么它们产生的吸力只和电流的幅值成正比,造成正半周也吸、负半周也吸,唯有过零点放松一下,一个周期里有两次过零,两次最大幅值,因此原来频率的音频就变成了二倍频,原本听得懂的声音,变成了不可懂声音。并且,这种全波整流式的振动,把原来的圆润的正弦波波形变成了一个个向上的馒头形,而原来平滑过渡到正、负去的过零点,却变成了一个个尖锐的向下的尖。这样振动出来的音频声波,充满了高次谐波。于是,普通男人的声音也变得尖锐起来,并且听不懂。这就是那音频变压器“会唱歌”的道理。音频变压器是硅钢片做铁芯的,正常插紧的硅钢片是不松动的,不会产生明显声音的。赶上这台有质量问题,片间有间隙,或者是浸漆不好,或者是漆层厚,造成片间比较松软,就会产生你听到、看到的现象。

交变电流在线圈中反复磁化铁芯,铁芯会有所振动都很正常。在你们家附近找台自然冷却的油枕式电力变压器,夜深人静时,你们耳朵贴着电线杆听,不但这里有50赫兹的、100赫兹的,还有150赫兹、300赫兹的这些倍数的声音。
[楼主]  [44楼]  作者:王普霖  发表时间: 2016/03/26 11:40 

这就是为什么喇叭、耳机、耳塞机中都要有块永久磁铁的根本原因。有它就能把音频电流还原为原来的声音振动。如果、耳机中只有线圈吸引铁片而没有磁铁,则每个音频周期线圈都吸引铁片两次,就成了二倍频耳机了。

很普通的原理,但是并不是是个人都能琢磨透的。如果以后我给大家演示一个没有磁铁的耳机发出声音,千万不要认为这是没人能解的千古之谜。

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