1822年,法國物理學(xué)家阿拉戈和呂薩克發(fā)現(xiàn),當(dāng)電流通過其中有鐵塊的繞線時(shí),它能使繞線中的鐵塊磁化。這實(shí)際上是電磁鐵原理的初發(fā)現(xiàn)。1823年,斯特金也做了一次類似的實(shí)驗(yàn):他在一根并非是磁鐵棒的U型鐵棒上繞了18圈銅裸線,當(dāng)銅線與伏打電池接通時(shí),繞在U型鐵棒上的銅線圈即產(chǎn)生了密集的磁場,這樣就使U型鐵棒變成了一塊“電磁鐵”。這種電磁鐵上的磁能要比永磁能放大多倍,它能吸起比它重20倍的鐵塊,而當(dāng)電源切斷后,U型鐵棒就什么鐵塊也吸不住,重新成為一根普通的鐵棒。斯特金的電磁鐵發(fā)明,使人們看到了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的光明前景,這一發(fā)明很快在英國、美國以及西歐一些沿海國家傳播開來。1829年,美國電學(xué)家亨利對(duì)斯特金電磁鐵裝置進(jìn)行了一些革新,絕緣導(dǎo)線代替裸銅導(dǎo)線,因此不必?fù)?dān)心被銅導(dǎo)線過分靠近而短路。由于導(dǎo)線有了絕緣層,就可以將它們一圈圈地緊緊地繞在一起,由于線圈越密集,產(chǎn)生的磁場就越強(qiáng),這樣就大大提高了把電能轉(zhuǎn)化為磁能的能力。到了1831年,亨利試制出了一塊更新的電磁鐵,雖然它的體積并不大,但它能吸起1噸重的鐵塊。電磁鐵的發(fā)明也使發(fā)電機(jī)的功率得到了很大的提高。
性磁鐵
性磁鐵可以是天然產(chǎn)物,又稱天然磁石,也可以由人工制造(強(qiáng)的磁鐵是釹鐵硼磁鐵)。
非性磁鐵:非性磁鐵加熱到一定的溫度會(huì)突然失去磁性,這是由于組成磁鐵的眾多“元磁體”之排列從有序到無序所引起的;失去磁性的磁鐵放入到磁場中,當(dāng)磁化強(qiáng)度達(dá)到某一數(shù)值,它又被磁化,“元磁體”之排列又從無序到有序。
性能
定義
主要有如下3個(gè)性能參數(shù)來確定磁鐵的性能:
剩磁Br:永磁體經(jīng)磁化至技術(shù)飽和,并去掉外磁場后,所保留的Br稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。
矯頑力Hc:使磁化至技術(shù)飽和的永磁體的B降低到零,所需要加的反向磁場強(qiáng)度稱為磁感矯頑力,簡稱為矯頑力
磁能積BH:代表了磁鐵在氣隙空間(磁鐵兩磁極空間)所建立的磁能量密度,即氣隙單位體積的靜磁能量。由于這項(xiàng)能量等于磁鐵的Bm和Hm的乘積,因此稱為磁能積。
磁場:對(duì)磁極產(chǎn)生磁作用的空間為磁場。
表面磁場:永磁體表面某一指定位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
反磁性
抗磁性是一些類別的物質(zhì),當(dāng)處在外加磁場中,會(huì)對(duì)磁場產(chǎn)生的微弱斥力的一種磁性現(xiàn)象。
順磁性
順磁性,是指一種材料的磁性狀態(tài)。有些材料可以受到外部磁場的影響,產(chǎn)生指同相向的磁化向量的特性。這樣的物質(zhì)具有正的磁化率。與順磁性相反的現(xiàn)象被稱為抗磁性。
鐵磁性
鐵磁性,是指一種材料的磁性狀態(tài),具有自發(fā)性的磁化現(xiàn)象。各材料中以鐵廣為人知,故名之。
某些材料在外部磁場的作用下得而磁化后,即使外部磁場消失,依然能保持其磁化的狀態(tài)而具有磁性,即所謂自發(fā)性的磁化現(xiàn)象。所有的磁鐵均具有鐵磁性或亞鐵磁性。