2020-11-30 22:05:54

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物质的磁性与其力学、声学、热学、光学及电学等性能均取决于物质内原子和电子状态及它们之间的相互作用。因此这些性能相互联系、相互影响。磁状态的变化引起其他各种性能的变化;反之,电、热、力、光、声等作用也引起磁性的变化,这些变化统称为磁效应。

基本信息

  • 中文名

    磁效应

  • 外文名

    magnetic effects

折叠 编辑本段 英文名称

折叠 编辑本段 研究磁效应的意义

物质的磁效应[1]具有基础研究的意义,它提供了物质结构、物质内部各种相互作用以及由此引起的各种物理性能相互联系的丰富信息。例如磁光效应可用来探测磁性物质内磁性电子的跃迁及其能级;磁电效应则反映传导电子与导致宏观磁性的电子之间的相互作用。磁效应在技术应用中已经或正在获得重要应用,为各种需要提供了性能优良的新器件、新材料和新手段。 如磁-力效应与磁声效应分别用于制造电声换能器及延迟线;磁光效应被用于观察磁化强度的分布,研制磁光器件及磁光存储器件;顺磁盐或核磁的绝热退磁为获得超低温的有效手段;磁电阻效应则用于检测磁场而制成新型磁头及磁泡检测器。在工程技术上有特殊应用的恒弹性材料及低膨胀系数材料则基于磁-力效应及磁热效应,均与磁致伸缩效应有关。

折叠 编辑本段 磁效应的分类

磁效应主要有磁-力效应、磁声效应、磁光效应、磁热效应磁电效应以及它们的逆效应。

电流的磁效应

1. 何谓电流的磁效应?

a. 电流的磁效应(动电会产生磁):奥斯特发现:任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。

b. 非磁性金属通以电流,却可产生磁场,其效果与磁铁建立的磁场相同。

2. 通有电流的长直导线周围产生的磁场。

a. 在通电流的长直导线周围,会有磁场产生,其磁力线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆,且磁场的方向与电流的方向互相垂直。

b.安培定律:通有电流的长直导线周围所建立的磁场强弱,和导线上的电流大小成正比,和导线间的距离成反比。

c. 磁场(或磁力线)的方向:可由右手螺旋定则来决定。

2. 电流方向:右手握住导线,大拇指指向电流的方向。

3. 磁场(或磁力线)方向:四指所指的方向。

4. 载流螺线管产生的磁场

a. 螺线形线圈相当于数十个圆盘形薄磁铁之N极与S极头尾相连所形成的磁场,就好像一个长圆柱形磁铁所造成的磁场。

b. 通有电流的螺线形线圈绕得愈紧密,也就是说单位长度内的匝

数愈多,则轴心处的磁场愈强。

c. 螺线形线圈磁场方向的判定【右手螺旋定则变化】:以右手握住线圈,四指弯曲指向电流方向,大拇指所指的方向即为线圈N 极的一端,也就是线圈内磁力线的方向。

d. 在线圈内部,磁力线的方向是由S极指向N极,离开线圈后,磁力线的方向是由N极指向S极。

e. 圈内磁场较圈外强。

5. 电磁铁的原理

a. 将铁钉(或软铁)插入一螺线形线圈内部,则当线圈通有电流时,线圈内部的磁场将使铁钉磁化,具有磁性。

b. 铁钉磁化后所生成的磁场,加上原有线圈内的磁场,使得总磁场强度大为增强。

c. 当电流切断时,线圈及铁钉的磁性随即消失,利用这种方式得到的磁铁,称为电磁铁。

d. 增强螺线管线圈磁场方法【1】增加单位圈数【2】增强线圈电流【3】放入软磁铁

6. 电磁铁的特性

a. 可藉增大电流及增加线圈数,使其磁力远大于天然磁铁。可以吊运巨大的钢板或废弃汽车。安培计、伏特计中也有电磁铁。

b. 通电产生磁性,电流停止则磁性消失,可随意改变大小和方向,用起来比永久磁铁方便。

折叠 构造

1.线圈(电枢)和铁芯:以细漆包线在铁芯外部缠绕成线圈,以线圈连接转轴可以自由转动。此为电磁铁。

2.场磁铁:为永久磁铁,置于线圈外围。

3.集电环(半圆形金属环):漆包线两端引线各连接在两个紧贴转轴的半圆形金属环上。

4.电刷:与集电环微微接触,电源提供的电流由电刷输入或自线圈输出。

折叠 原理

1.直流电源流入电磁铁的线圈中,电磁铁产生磁场,并与场磁铁的磁场产生排斥。

2.每转180度,因半圆形金属环跳至另一个电刷,电流方向改变,线圈极性随之改变,使电磁铁与外围磁场始终保持,排斥状态,才能让线圈持续转动。 在磁场中受力作用转动。

折叠 编辑本段 电流磁效应

长期以来,磁现象与电现象是被分别进行研究的,特别是吉尔伯特对磁现象与电现象进行深入分析对比后断言电与磁是两种截然不同的现象,没有什么一致性。之后,许多科学家都认为电与磁没有什么联系,连库仑也曾断言,电与磁是两种完全不同的实体,它们不可能相互作用或转化。但是电与磁是否有一定的联系的疑问一直萦绕在一些有志探索的科学家的心头。

折叠 编辑本段 概念

折叠 定义

电流的磁效应(通电会产生磁):奥斯特发现,任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。

非磁性金属通以电流,却可产生磁场,其效果与磁铁建立的磁场相同。

通有电流的长直导线周围产生的磁场:

在通电流的长直导线周围,会有磁场产生,其磁感线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆,且磁场的方向与电流的方向互相垂直.。

折叠 编辑本段 震磁效应

震磁效应是由于某些物质有压磁效应或磁致伸缩现象,从而,认为不仅大地震发生后会在局部地区出现地磁场的变化,而且在大地震发生前,由于物质遭受不同的挤压或不同的温度影响,也会使物质的磁性发生变化并反映为局部地磁场异常变化。

因此,利用这种变化有可能预测大地震。还有人认为地震的孕育、发生和发展与局部地磁场的变化是有联系的,并将这种联系统称为震磁效应。为了利用震磁效应必须消除外空电流体系变化对地磁场的影响,目前大多利用两个或两个以上地磁台(按不同的磁经或磁纬选取)资料相减的办法,来提取震磁效应的"信息" ,进行分析预报地震。

折叠 编辑本段 压磁效应

铁磁性材料受到机械力的作用时,它的内部产生应变,导致导磁率发生变化,产生压磁效应。 磁材料被磁化时,如果受到限制而不能伸缩,内部会产生应力。同样在外部施加力也会产生应力。当铁磁材料因磁化而引起伸缩产生应力时,其内部必然存在磁弹性能量。

折叠 编辑本段 去磁效应

试样的磁化状态,取决于磁化场的强度,而且还与其本身原有的剩余磁化状态有关。因此,在测试之前,试样应处于磁中性状态(O点),也就是去磁状态。试样产生去磁的现象即去磁效应。此时,试样的磁感应强度B应该为零,不存在剩磁(Br=0)。稳定状态在磁滞回线上就应该是B和H同时等于零的点 。

参考资料

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