永久的(permanent)和临时磁铁(temporary magnets)的区别

磁铁是我们日常生活中极其重要的一部分。磁铁被用于门夹和冰箱门上贴便条,但通常,在我们不知道的情况下,我们周围的大多数磁铁都以电磁铁的形式存在于电路中。冰箱门上的磁铁是永久磁铁,而用来制造电磁铁的磁铁通常是临时磁铁。永久磁铁和临时磁铁的主要区别在于,永久磁铁不需要外部磁场来保持磁化,而临时磁铁只有在周围有强大的外部磁场时才保持磁化。...

主要区别-永久磁铁和临时磁铁

磁铁是我们日常生活中极其重要的一部分。磁铁被用于门夹和冰箱门上贴便条,但通常,在我们不知道的情况下,我们周围的大多数磁铁都以电磁铁的形式存在于电路中。冰箱门上的磁铁是永久磁铁,而用来**电磁铁的磁铁通常是临时磁铁。永久磁铁和临时磁铁的主要区别在于,永久磁铁不需要外部磁场来保持磁化,而临时磁铁只有在周围有强大的外部磁场时才保持磁化。

什么是永磁体(permanent magnets)?

永磁体是长时间保持磁性的磁体。永磁体是由坚硬的铁磁性材料制成的。它们可以通过放置在外部磁场中来磁化。铁磁性材料显示磁滞:当外部磁场逐渐反转时,材料在更长的外部磁场强度范围内抵抗退磁。磁化曲线总结如下:

Difference Between Permanent and Temporary Magnets - Ferromagnets_Magnetization_Curve

Magnetization curve for a ferromagnetic material

The horizontal axis gives the size of the external magnetic field, the vertical axis gives the magnetization. Note that when the external magnetic field increases around  (follow the bottom curve), the magnetization of the material increases rapidly. When the external magnetic field is reversed (the top curve), the magnetization does not reduce significantly over a larger range of reduced or reversed magnetic fields. This behaviour is typical for a hard ferromagnetic material. Hard ferromagnetic materials include aluminium, cobalt, and steel.

什么是临时磁铁(temporary magnets)?

临时磁铁也可以通过放置在外部磁场中来磁化。只要外磁场打开,材料的磁性就会持续,当外磁场消失时,磁性就会消失。临时磁性材料包括顺磁性和软铁磁性。

构成顺磁性材料的原子的磁矩彼此不对齐。当它们被置于外磁场中时,原子的磁矩与外磁场成一直线,使材料磁化。铁磁性材料不同于顺磁性材料,因为它们的磁化是自发的(当外部磁场在很窄的范围内增加时,它们的磁化强度迅速增加)。

软铁磁性材料也表现出磁滞现象:然而,它们的磁滞回线往往比硬铁磁性材料窄得多,这意味着当外部磁场减小时,软铁磁性材料更容易失去磁化。然而,它们与顺磁性材料的区别在于它们是自发磁化的。

软铁磁性材料,如软铁,用于**不需要永磁体的设备。在变压器中,当电流流过绕在软铁“铁心”周围的线圈时,铁心被磁化,并将磁场传导到变压器的另一个线圈。为了产生交流电,通过磁芯的磁场方向需要周期性地改变。如果磁芯是由永磁材料制成的,这是很难实现的。在一些使用强磁场的应用中(例如MRI机器),关闭磁铁是很重要的(见下面的视频!)

永久的(permanent)和临时磁铁(temporary magnets)的区别

磁场对磁化强度的影响

把永磁体放在外磁场中可以磁化。在大范围的反向外磁场作用下,或者当外磁场关闭时,它们不会失去磁化。

临时磁铁也可以通过将材料放入外部磁场来磁化。当外部磁场关闭时,材料失去磁化。

材料类型

永磁材料是所谓的硬铁磁材料。

临时磁性材料是顺磁性或软铁磁性材料。

 

Image Courtesy

“The main hysteresis loop and initial magnetization curve calculated using Stoner-Wohlfarth theory for an isotropic system of identical single-domain magnets.” by RockMagnetist (Own work) [CC0 1.0], via Wikimedia Comm***

  • 发表于 2021-06-27 10:37
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  • 分类:科学

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