磁性测量基础知识

 

通常情况先选用的磁场测试仪器为: GM55高斯计  或 GM802磁通计

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1、磁感应强度是用来描述磁场性质的物理量,用B表示,磁场中某点的B的方向是该点的磁场方向,B的大小表示该点磁场的强弱。

 

在SI单位制(国际单位制)中,磁感应强度的单位是[伏特·秒/米2],而[伏特]·[秒]称为韦伯,所以磁感应强度的单位称为[韦伯/米2]或[特斯拉],简称[特],在CGSM单位制中,磁感应强度的单位是[高斯]。单位用符号表示:V为[伏特],s为[秒],m为[米],Wb为[韦伯],T为[特],Gs为[高斯],mT为[毫特]。

1T=1Wb/m2=104Gs=103mT (1)

2、磁力线、磁通与磁通连续定理

我们用磁力线来形象地描绘磁场,电流产生的各种不同磁场的磁力线如图1所示,磁力线是环绕电流的无头无尾的闭合线,电流方向与磁力线回车方向符合右手定则。

利用安培环路定律,我们可以较方便地计算出具有某种空间对称性的电流所产生的磁场。例如计算一个均匀密绕的环形螺线管内部P点的磁场强度,如图4所示。取过P点,半径为r的同心圆,作为闭合的积分曲线。由于对称关系,在同心圆周上各点的磁场强度相等,磁场强度的方向沿着同心圆的切线方向,即α=0,这样:

∮H×cosα×dl=H*2πr=NI (11)

于是P点的磁场强度:H=NI/(2πr)

式中:N为绕线匝数。从这个关系可以看到:磁场强度仅决定于产生磁场的电流的分布,而与磁介质的性质无关。

4、电磁感应定律

电磁感应定律说明了感应电动势与磁通变化之间的关系。定律指出:不论任何原因使通过某一回路的磁通Φ发生变化时,回路中产生的感应电动势为:

e =-dΦ/dt (12)

如果回路由N匝线圈组成,那么在磁通变化时,每匝都将产生感应电动势,总的感应电动势等于各匝的感应电动势之和。当每匝通过的磁通相同时,则有:

e =N×dΦ/dt (13)

电磁感应定律是磁测量中应用最普遍的定律之一。

当式(13)中的磁通按正弦规律作周期性变化时,可以推导出感应电动势的有效值与磁通的最大值的关系为:

U = 4.44×f×N×Φm (14)

我们规定,磁力线任何一点的切线方向是该点磁场(也就是B)的方向,通过垂直于B矢量的单位面积的磁力线数等于该点B矢量的大小。也就是说,磁场强的地方,磁力线较密,磁场弱的地方,磁力线较疏。

通过某一曲面的总磁力线数,称为通过该曲面的磁通,用Φ表示。磁通的计算如图2所示,在曲面上取面积元,其法线方向与该点的B的方向之间成θ角,通过该面积的元的磁通为:

dφ=B×cosθ×ds (2)

所以通过曲面的S的总磁通为

φ=∮B×cosθ×ds (3)

当B均匀,S是平面并与B垂直时,通过S平面的磁通为:

φ=B×S (4)

 

这是磁测量中经常用到的关系。

1、 磁感应强度

磁性测量基础知识

 


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