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永久磁體

鎖定
永久磁體是指能夠長期保持其磁性的磁體。如天然的磁石(磁鐵礦)和人造磁鋼(鐵鎳鈷磁鋼)等。永磁體硬磁體,不易失磁,也不易被磁化。而作為導磁體和電磁鐵的材料大都是軟磁體。永磁體極性不會變化,而軟磁體極性是隨所加磁場極性而變的。
中文名
永久磁體
外文名
A permanent magnet
特    點
能夠長期保持其磁性
代    表
天然的磁石
性    質
硬磁體
學    科
電力工程

永久磁體物理定律

早在1933 年,德國著名物理學家麥斯納與奧森菲爾德通過多次探究試驗發現,在小磁場內,倘若將金屬完全冷卻,使其處於超導狀態,超導體內的磁力線將會被快速排出,倘若磁力線不具備穿透其體內的能力,那麼超導體的磁場值將恆等於零。
倘若超導體呈現出超導性,其自身的磁通量將完全在某一時間排至體外,此時的磁感應強度完全抵達零,且該階段在加磁場與降温方面無論二者的順序如何,只要其處於超導狀態,超導體就會第一時間將所有磁通量排至體外。同時,就超導體的性質來講,其自身本就屬於完全抗磁體,此中特性也就決定了外加磁場根本無法完全進入到超導體內 [1] 

永久磁體定律的原理

導致邁斯納效應的最主要因素包括:倘若超導體完全進入超導態,其受磁場影響,超導體表面會出現無損耗抗磁感應電流,且產生的電流大小與外加磁場電流大小正好一致,但二者呈逆向狀態。所以,不斷深入超導區域,其總磁場將會趨於零。也就是説,在此狀態下產生的無損耗抗磁感應電流對外加磁場有相應的屏蔽性,也正因如此,其被稱之為抗磁性屏蔽電流。

永久磁體平衡實驗

該定律得出後,不少專家和學者也做過如下實驗,即在淺平的錫盤中,放置體積非常小,但磁性極強的永久磁體,放置好後,再持續降温,保證錫具有較強的超導性。此種狀態可看見一罕見現象,體積非常小的磁鐵緩緩離開錫盤表面,並不斷上升,但上升高度抵達一定程度時,便會靜止不動。此完全是因為超導體具備的完全抗磁性,導致小磁鐵的磁力線根本不能穿透超導體,使得磁場出現畸變,並出現方向向上的浮力。
研究表明,處於超導態的物體,外加磁場根本進入其內部,最直接的原因還在於其表現形成有無損耗抗磁感應電流,在此電流下形成的磁場,剛好與超導體內部磁場相抵消,此結果具有較強的突破性。此後,邁斯納效應就成為正確判斷物體是否具有超導性的依據 [2] 

永久磁體總結

總之,超導體與永久磁體本是兩個不同概念的物體,其在一起平衡狀態下,卻會因多種的因素的影響而產生向上的浮力。永久磁體與超導體平衡實驗過程中具有重要意義的發現為超導體的表面感會出現一個無損耗抗磁感應電流,此電流出現的磁場能夠有效抵消超導體內部的磁場,並得出最終的物理定律。該結果的探究發現為科學界的一大成就,具有十分重要的現實意義 [3] 
參考資料
  • 1.    佟為明, 張榮嶺, 劉茂愷. 永久磁鐵的等效處理[J]. 機電元件, 1997(3):37-41.
  • 2.    佟為明, 梁慧敏. 永久磁鐵的兩種工作狀態[J]. 機電元件, 1998(4):2-5.
  • 3.    T.Klockow, 王渤洪. 永久磁鐵勵磁的牽引電動機[J]. 大功率變流技術, 2003(4):35-35.