1.6 电磁现象及规律
1.6.1 磁铁与磁性材料
(1)磁铁
将一块磁铁靠近铁钉,如图1-32所示,会发现磁铁即使没有接触到铁钉,也会把铁钉吸引过来。磁铁没有接触铁钉就可以将它吸引过来,这是因为磁铁能产生磁场,是磁场产生的作用力将铁钉“拉”过来的。
图1-32磁铁吸引铁钉
任何一块磁铁都有两个磁极,即N极、S极。由于磁铁产生的磁场人眼看不见,但实际上又存在,为了表示磁场强弱和方向,通常在磁铁周围画一些带箭头的闭合线条,这些线条称作磁感线(俗称磁力线),如图1-33所示。磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上的箭头表示磁场的方向。从图中可以看出,磁铁N极、S极两端出来和进入的磁感线最密,所以磁铁两端的磁场最强,磁感线箭头的方向在磁铁外部是由磁铁的N极出来,S极进入(在磁铁内部由S极指向N极)。磁场具有同极性排斥、异极性吸引的性质。
图1-33磁铁周围的磁感线
(2)磁性材料
如果将一根不带磁性的钢棒接触磁铁,如图1-34所示,会发现先前不带磁性的钢棒现在也可以吸引铁钉,此时再移开磁铁,钢棒还能吸引铁钉,也就是说,磁铁接触钢棒,使钢棒也具有了磁性。
图1-34磁化的钢棒吸引铁钉
没有磁性的物质在磁场的作用下带上磁性的现象称为磁化现象,这种在磁场作用下能带上磁性的物质称为磁性材料。磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料。
① 软磁性材料 软磁性材料在外部磁场作用下,容易被磁化而带磁性,外部磁场消失后,其所带的磁性会随之消失,剩磁很少。常见的软磁性材料有纯铁、硅钢、坡莫合金、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体等。软磁性材料常用在变压器、电动机、发电机、接触器、继电器和录音机、摄/录像机的磁头中。
② 硬磁性材料 硬磁性材料在外部磁场的作用下,容易被磁化而带磁性,外部磁场消失后,其磁性不容易消失,还会保留较强的剩磁。常见的硬磁性材料有二氧化铬、三氧化二铁、铁钴合金和钕铁硼合金等。硬磁性材料常用在电工仪表、高效能电动机和一些磁记录设备中。