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磁导率

行進 27, 2023

在电磁学中，磁导率是一种材料对一个外加磁场线性反应的磁化程度。磁导率通常用希腊字母μ来表示。该形式由奥利弗·赫维赛德于1885年9月创造使用。

在国际单位制单位中，磁导率的单位是亨利每米（H m-1），或牛顿每安培的平方（N A-2）。常数值 为磁场常数或真空磁导率，并有明确定义[1] 值 = 4π×10−7 N·A−2。

解释

电磁学中，辅助磁场（auxiliary magnetic field）H描绘了一个磁感应强度B在一个特定的媒介下，怎样影响磁偶极子团，包括偶极子的迁移和磁偶极子的重新定向。和磁导率的关系为：

 

磁导率 μ 在各向同性介质中为一个标量，在各向异性的介质中为张量。

通常，磁导率不是一个常数，它可随在媒质中的位置，施加场的频率，湿度，温度，和其他一些参数而变化。在一个非线性介质中，磁导率取决于磁场的强度。磁导率作为频率的函数可以呈现实值也可以是複值。在铁磁性材料中，B和H的关系表现为非线性和迟滞性: B不是一个H的单值函数[2]，但也同时取决于该材料的过去。对于这些材料有时考虑它的增加磁导率

 

磁导率是每单位长度上的电感。在国际单位制中，导磁率单位是亨利每米（H m-1 = J/(A2·m) = N A-2）。辅助磁场H为每单位长度下的电流并且以安培每米（A m-1）的单位被测量。μH的乘积，因此是电感乘电流每单位面积（H·A/m2）。但是电感是每单位电流下的磁通量，所以该乘积也是每单位面积的磁通量。只有磁感应强度B，是以韦伯（伏特-秒）每平方米 (V·s/m2)为单位，或特斯拉（T）。

B与一个移动电荷q的洛伦兹力有关：

 。

电荷q单位是库仑（C），速率v是m/s，所以该力F以牛顿计算（N）：

 

H与磁偶极子的密度有关。一个磁偶极子是一个闭合的电流循环。其偶矩是电流乘以面积，单位为安培米平方（A·m2），并且其值等于线圈上的电流乘以圈数。[3] H与其相距的偶极子，H大小与偶极矩除以该距离的立方成比例关系[4]，物理意义为每单位长度下的电流。

相对磁导率

相对磁导率，有时候被定义为符号μr，是特殊介质的磁导率和真空磁导率μ0的比值：

 

以相对磁导率的形式，磁化率为：

 

χm，一个无量纲的量，有时候被称为体积磁化率，以区别于χp (质量磁化率）和χM（摩尔或摩尔质量磁化率）。

複磁导率

複磁导率是处理高频磁效应的一个有用的工具

一些常见材料的参数

对于一些选定材料的磁化系数和磁导率的数据
介质 磁化系数（χm） 磁导率（μ） 磁场 最大频率
μ合金 20,000[5] 25,000 × 10-6 H/m 在0.002 T
透磁合金 8000[5] 10,000 × 10-6 H/m 在0.002 T
电炉钢 4000[5] 5000 × 10-6 H/m 在0.002 T
铁氧体（镍锌） 20-800 × 10-6 H/m 100kHz ~ 1 MHz
铁氧体（锰锌） >800 × 10-6 H/m 100kHz ~ 1 MHz
钢 700[5] 875 × 10-6 H/m 在0.002 T
镍 100[5] 125 × 10-6 H/m 在0.002 T
铂 2.65 × 10−4 1.2569701 x10-6 H/m
铝 2.22 × 10−5[6] 1.2566650 × 10-6 H/m
氢 8 × 10−9
or 2.2 × 10−9[6]		 1.2566371 × 10-6 H/m
真空 0 1.2566371 × 10-6 H/m（μ0）
蓝宝石 −2.1 × 10−7 1.2566368 × 10-6 H/m
铜 −6.4 × 10−6
or −9.2 × 10−6[6]		 1.2566290 × 10-6 H/m
水 −8.0 × 10−6 1.2566270 × 10-6 H/m

一个好的磁芯必须有高的磁导率。

磁导率随磁场而变化。以上所列的值为近似值，并且仅在设定条件的磁场下。并且，它们的设定频率为0；实际中，磁导率通常是一个频率的函数。当频率被考虑进去，磁导率可为複數。

注意，磁常数 在国际单位制中，有个确定值，因为安培的定义规定了它的值为4π × 10−7 H/m。

超高磁导率材料

磁导率最高的材料是钴基非晶态磁性合金2714A[7]，其高频退火磁导率为1,000,000（直流磁导率最大值（µ））。氢退火的（纯铁-N5级）可达到160,000（µ）的磁导率，但相对很昂贵。

参见条目

参考文献

  1. ^ The NIST reference on fundamental physical constants. [2009-04-14]. （原始内容于2017-04-25）. 
  2. ^ Jackson (1975), p. 190
  3. ^ Jackson, John David. Classical Electrodynamics 2nd. New York: Wiley. 1975. ISBN 978-0-471-43132-9.  p. 182 eqn. (5.57)
  4. ^ Jackson (1975) p. 182 eqn. (5.56)
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 "Relative Permeability", Hyperphysics. [2009-04-14]. （原始内容存档于2012-06-03）. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Clarke, R. Magnetic properties of materials, surrey.ac.uk. [2009-04-14]. （原始内容存档于2012-06-03）. 
  7. ^ Metglas Specifications 互联网档案馆的，存档日期2009-04-15.

外部链接

行進 27, 2023
磁导率, 在电磁学中, 是一种材料对一个外加磁场线性反应的磁化程度, 通常用希腊字母μ来表示, 该形式由奥利弗, 赫维赛德于1885年9月创造使用, 在国际单位制单位中, 的单位是亨利每米, 或牛顿每安培的平方, 常数值, displaystyle, 为磁场常数或真空, 并有明确定义, 值μ, displaystyle, 目录, 解释, 相对, 一些常见材料的参数, 超高材料, 参见条目, 参考文献, 外部链接解释, 编辑电磁学中, 辅助磁场, auxiliary, magnetic, field, h描绘了一个磁. 在电磁学中 磁导率是一种材料对一个外加磁场线性反应的磁化程度 磁导率通常用希腊字母m来表示 该形式由奥利弗 赫维赛德于1885年9月创造使用 在国际单位制单位中 磁导率的单位是亨利每米 H m 1 或牛顿每安培的平方 N A 2 常数值 m 0 displaystyle mu 0 为磁场常数或真空磁导率 并有明确定义 1 值m 0 displaystyle mu 0 4p 10 7 N A 2 目录 1 解释 2 相对磁导率 3 複磁导率 4 一些常见材料的参数 4 1 超高磁导率材料 5 参见条目 6 参考文献 7 外部链接解释 编辑电磁学中 辅助磁场 auxiliary magnetic field H描绘了一个磁感应强度B在一个特定的媒介下 怎样影响磁偶极子团 包括偶极子的迁移和磁偶极子的重新定向 和磁导率的关系为 B m H displaystyle mathbf B mu mathbf H 磁导率 m 在各向同性介质中为一个标量 在各向异性的介质中为张量 通常 磁导率不是一个常数 它可随在媒质中的位置 施加场的频率 湿度 温度 和其他一些参数而变化 在一个非线性介质中 磁导率取决于磁场的强度 磁导率作为频率的函数可以呈现实值也可以是複值 在铁磁性材料中 B和H的关系表现为非线性和迟滞性 B不是一个H的单值函数 2 但也同时取决于该材料的过去 对于这些材料有时考虑它的增加磁导率 D B m D D H displaystyle Delta mathbf B mu Delta Delta mathbf H 磁导率是每单位长度上的电感 在国际单位制中 导磁率单位是亨利每米 H m 1 J A2 m N A 2 辅助磁场H为每单位长度下的电流并且以安培每米 A m 1 的单位被测量 mH的乘积 因此是电感乘电流每单位面积 H A m2 但是电感是每单位电流下的磁通量 所以该乘积也是每单位面积的磁通量 只有磁感应强度B 是以韦伯 伏特 秒 每平方米 V s m2 为单位 或特斯拉 T B与一个移动电荷q的洛伦兹力有关 F q E v B displaystyle mathbf F q mathbf E mathbf v times mathbf B 电荷q单位是库仑 C 速率v是m s 所以该力F以牛顿计算 N q v B C m s V s m 2 C J C m J m N displaystyle q mathbf v times mathbf B mbox C cdot dfrac mbox m mbox s cdot dfrac mbox V cdot mbox s mbox m 2 dfrac mbox C cdot mbox J C mbox m dfrac mbox J mbox m mbox N H与磁偶极子的密度有关 一个磁偶极子是一个闭合的电流循环 其偶矩是电流乘以面积 单位为安培米平方 A m2 并且其值等于线圈上的电流乘以圈数 3 H与其相距的偶极子 H大小与偶极矩除以该距离的立方成比例关系 4 物理意义为每单位长度下的电流 相对磁导率 编辑相对磁导率 有时候被定义为符号mr 是特殊介质的磁导率和真空磁导率m0的比值 m r m m 0 displaystyle mu r frac mu mu 0 以相对磁导率的形式 磁化率为 x m m r 1 displaystyle chi m mu r 1 xm 一个无量纲的量 有时候被称为体积磁化率 以区别于xp 质量磁化率 和xM 摩尔或摩尔质量磁化率 複磁导率 编辑複磁导率是处理高频磁效应的一个有用的工具一些常见材料的参数 编辑对于一些选定材料的磁化系数和磁导率的数据 介质 磁化系数 xm 磁导率 m 磁场 最大频率m合金 20 000 5 25 000 10 6 H m 在0 002 T透磁合金 8000 5 10 000 10 6 H m 在0 002 T电炉钢 4000 5 5000 10 6 H m 在0 002 T铁氧体 镍锌 20 800 10 6 H m 100kHz 1 MHz铁氧体 锰锌 gt 800 10 6 H m 100kHz 1 MHz钢 700 5 875 10 6 H m 在0 002 T镍 100 5 125 10 6 H m 在0 002 T铂 2 65 10 4 1 2569701 x10 6 H m铝 2 22 10 5 6 1 2566650 10 6 H m氢 8 10 9or 2 2 10 9 6 1 2566371 10 6 H m真空 0 1 2566371 10 6 H m m0 蓝宝石 2 1 10 7 1 2566368 10 6 H m铜 6 4 10 6or 9 2 10 6 6 1 2566290 10 6 H m水 8 0 10 6 1 2566270 10 6 H m一个好的磁芯必须有高的磁导率 磁导率随磁场而变化 以上所列的值为近似值 并且仅在设定条件的磁场下 并且 它们的设定频率为0 实际中 磁导率通常是一个频率的函数 当频率被考虑进去 磁导率可为複數 注意 磁常数m 0 displaystyle mu 0 在国际单位制中 有个确定值 因为安培的定义规定了它的值为4p 10 7 H m 超高磁导率材料 编辑 磁导率最高的材料是钴基非晶态磁性合金2714A 7 其高频退火磁导率为1 000 000 直流磁导率最大值 µ 氢退火的 纯铁 N5级 可达到160 000 µ 的磁导率 但相对很昂贵 参见条目 编辑順磁性 抗磁性 铁磁性 反铁磁性 国际单位制电磁学单位 电磁铁 电容率参考文献 编辑 The NIST reference on fundamental physical constants 2009 04 14 原始内容存档于2017 04 25 Jackson 1975 p 190 Jackson John David Classical Electrodynamics 2nd New York Wiley 1975 ISBN 978 0 471 43132 9 p 182 eqn 5 57 Jackson 1975 p 182 eqn 5 56 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 Relative Permeability Hyperphysics 2009 04 14 原始内容存档于2012 06 03 6 0 6 1 6 2 Clarke R Magnetic properties of materials surrey ac uk 2009 04 14 原始内容存档于2012 06 03 Metglas Specifications 互联网档案馆的存檔 存档日期2009 04 15 外部链接 编辑Electromagnetism 页面存档备份 存于互联网档案馆 在线教课书中的一章节 Relative Permeability 页面存档备份 存于互联网档案馆 Magnetic Properties of Materials 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 磁导率 amp oldid 74848770, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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