
【化】 magnetic hysteresis
magnetism
sluggish; stagnant
磁滞(Hysteresis)是鐵磁材料在外加磁場作用下表現出的非線性響應特性,其核心特征為磁化強度變化滞後于磁場強度變化的現象。該術語源自希臘語"hysterēsis"(意為"滞後"),現已成為電磁學領域的基礎概念。
從物理機制分析,磁滞現象源于材料内部磁疇壁運動時克服能量壁壘的過程。當外加磁場變化時,磁疇重新排列需要消耗能量,導緻磁化曲線形成閉合回線(B-H曲線)。這種現象可通過以下公式描述: $$ oint H , dB = W_h $$ 其中$W_h$表示單位體積的磁滞損耗。
工程應用中,磁滞特性直接影響:
根據國際電工委員會IEC 60050-221标準,磁滞被明确定義為"鐵磁材料在周期性磁化過程中,磁通密度與磁場強度之間的相位差現象"。美國國家标準技術研究院(NIST)的磁學測量手冊指出,典型軟磁材料的磁滞損耗可占總鐵損的30%-50%。
磁滞是鐵磁性材料在磁化和退磁過程中表現出的獨特現象,其核心特征是磁感應強度(B)的變化總是滞後于外加磁場強度(H)的變化。以下是詳細解釋:
基本定義
當鐵磁體(如鐵、钴、鎳及其合金)被外加磁場磁化時,其内部磁疇會沿磁場方向排列。即使撤去外磁場,材料仍會保留部分磁性(稱為剩磁),需施加反向磁場才能完全退磁。這種磁化狀态變化的不可逆性即為磁滞現象。
關鍵特征
微觀機制
磁滞源于材料内部磁疇結構的不可逆變化。磁化時,磁疇壁移動或磁矩旋轉需要克服晶格缺陷、内應力等阻力,導緻退磁時無法完全恢複原狀。
分類與應用
磁滞現象揭示了鐵磁材料對磁場的“記憶”特性,其研究對優化電磁設備效率和開發新型存儲技術具有重要意義。
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