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磁鐵是如何工作的?它的工作原理與什麽有關?

人氣:發表時間:2020-03-26

     目前主要有兩種不同類型的磁鐵,分別是永磁體和電磁鐵。永磁體之所以被稱為永磁體,是因為它的磁性是永久的,它產生自己的持久磁場,不像電磁鐵是由纏繞在鋼芯上的一圈電線構成的,需要電流才能產生磁場,本篇文章解釋了永磁體是如何工作的。
     永磁體的工作原理與它的原子結構有關
     鐵磁性材料,所有磁鐵都是由(鐵、鎳和鈷等金屬)構成的材料,其原子中有一些未配對的電子。這些電子總是旋轉並產生自己的磁場,盡管磁場很弱。
     許多這樣的原子被組合在一起形成各自的磁疇,每個磁疇都有自己的南北極,因此每個磁疇本質上就像一個微小的磁鐵!下圖描繪了各個磁疇隨機排列,磁場指向不同方向。
     磁疇隨機排列
     當磁鐵被製造出來時,當原料被加熱和冷卻時,外部磁場被施加到原料上,迫使單個磁疇與外部磁場的方向對齊。一旦移除外部字段,這些域中的大多數域將保持對齊,如下所示。
     磁疇對齊
     由於大多數磁疇現在指向同一個方向(包括它們的南北極),一個完整的永磁體產生了一個首選的磁方向。以這種方式製造的磁鐵被稱為具有各向異性排列。如果磁鐵的所有磁疇都在同一方向上排列,從而產生最大的磁輸出,則磁鐵被描述為各向異性的。這個方向叫做“磁軸”。如果永磁體保持在理想條件下(例如不允許腐蝕或不在超過其最高工作溫度的溫度下使用),則永磁體將無限期地保持這種對準及其磁性(稱為剩磁)。
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