PAGEPAGE24.3磁性材料的磁化與磁滯回線教案課程名稱電工技術(shù)基礎(chǔ)項目名稱磁與電磁教學(xué)對象中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)班同步教材電工技術(shù)基礎(chǔ)課型新授￡復(fù)習(xí)教材主編歐小東課程性質(zhì)理論教學(xué)￡實踐教學(xué)授課時間年月日授課教師計劃課時2課時教學(xué)平臺多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、學(xué)習(xí)通課堂教學(xué)資源教科書、教學(xué)課件、視頻線上學(xué)習(xí)資源教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)討論、課堂練習(xí)題、在線開放課程教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：1.掌握磁化的基本概念和磁化過程。2.理解磁滯現(xiàn)象和磁滯回線的物理意義。能力目標(biāo)：提高學(xué)生的觀察、分析和解決問題的能力；學(xué)會通過實驗觀察分析磁滯回線。素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。教學(xué)重點磁化現(xiàn)象的基本概念；磁滯回線的形狀和特征。教學(xué)難點磁滯現(xiàn)象的理解；磁滯回線在實際應(yīng)用中的理解。教學(xué)方法小組討論法、任務(wù)驅(qū)動法、多媒體教學(xué)法課前準(zhǔn)備教師：發(fā)布任務(wù)、推送資源，在線答疑解惑。學(xué)生：接收學(xué)習(xí)任務(wù)，查找相關(guān)資料自主學(xué)習(xí)；提出疑問。線下教學(xué)過程批注導(dǎo)入：1.復(fù)習(xí)磁場特點。2.觀察，提問：為什么圖1鐵釘會挨在一起？圖2中又排斥？圖1圖2新授：一、磁性材料的磁化1.在磁場中放置磁性材料，磁性材料被磁化，產(chǎn)生附加磁場，使得原磁場大大加強。我們把磁性材料內(nèi)部不計其數(shù)的小磁體叫作磁疇。在無外加磁場作用時，磁疇無序排列，磁疇間的磁性被抵消，宏觀上對外不呈現(xiàn)磁性，如圖4-3-1（a）所示。在外加磁場作用下，磁疇受到（同排異吸）磁力作用，會轉(zhuǎn)到與外加磁場相同的方向上，變成有序排列，如圖4-3-1（b）所示，宏觀上對外呈現(xiàn)很強的磁場，與原磁場相加，使總磁場明顯加強。像這種原來沒有磁性，在外加磁場作用下產(chǎn)生磁性的現(xiàn)象叫作磁化。所有磁性材料都能夠被磁化，非磁性材料則不能被磁化。2.神奇的磁化現(xiàn)象實驗:分組合作體驗磁化實驗，解釋導(dǎo)入時的問題。二、磁化曲線磁性材料磁性材料（1）起始磁化曲線。在圖4-3-2（a）所示的實驗裝置中，將待研究的磁感應(yīng)強度為零的磁性材料作為線圈的鐵芯，并制成閉合環(huán)狀，環(huán)上均勻有序地繞滿導(dǎo)體，將開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)RP來改變線圈中電流的大小，從而改變磁場強度H。以磁場強度H為橫坐標(biāo)，磁感應(yīng)強度B為縱坐標(biāo)，可以得到圖4-3-2（b）所示的B-H曲線。當(dāng)I=0時，H=0，B=μH=0。當(dāng)I增大時，H增強，B也隨之增強。由于磁性材料的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，B=μH，B與H呈非線性關(guān)系。一般B-H曲線可大致分成四段，各段反映了磁性材料磁化過程中的性質(zhì)。（2）那么，B-H曲線為什么會這樣變化呢？用磁疇的概念解釋如下。緩慢增長Oa段。由于磁疇的慣性，隨著H的增加，B不能立即增長很快，因而曲線較平緩，稱為起始磁化段。線性增長ab段。由于磁疇在較強的外加磁場H的作用下，都趨向H方向，因而B增長很快，曲線較陡，為線性段。臨界飽和bc段。由于大部分磁疇方向已轉(zhuǎn)向H方向，隨著H的增加，只有少量磁疇繼續(xù)轉(zhuǎn)向H方向，因而B增長變慢，曲線變緩而形成膝部段。磁飽和cd段。cd段及以后，由于磁疇幾乎全部轉(zhuǎn)向H方向，逐步趨于飽和，隨著H的增加，B幾乎不增長，因而曲線更平緩，為飽和段。μ-H曲線也是非線性的。μ=B/H，由于B-H曲線的非線性，導(dǎo)致μ-H曲線也是非線性的。在B-H線性段的中央有最大的μ，此時的磁性材料導(dǎo)磁性能是最好的。（3）μ-H曲線在實際應(yīng)用時極具指導(dǎo)意義：變壓器、電動機的鐵芯是用磁性材料制成的，其μ越大，損耗越小，效率就越高，故只能讓鐵芯工作在B-H曲線線性段的中央附近，否則易因損耗過大而使變壓器、電動機過熱燒毀。三、磁滯回線1.在圖4-3-2（a）所示的實驗裝置中，對磁性材料反復(fù)磁化，可看到磁滯現(xiàn)象。26-中文配音-直觀理解磁滯的磁能_嗶哩嗶哩_bilibili觀察視頻，理解磁滯回線。強調(diào)如下兩點。（1）磁滯損耗與磁滯回線abcdefa所包圍的面積成正比。（2）磁滯回線面積越大，說明B0和Hc越大，磁疇的慣性越強，外加磁場克服磁疇所做的功就越多。該功是由電能轉(zhuǎn)換而來的，表現(xiàn)出來就是損耗，該損耗使磁性材料發(fā)熱。由于損耗是因為克服磁疇?wèi)T性，反復(fù)磁化形成的，故稱為磁滯損耗。磁滯回線的實際意義：實際應(yīng)用時，變壓器、電動機的工作電流是交流，相當(dāng)于鐵芯在反復(fù)磁化，為了減小磁滯損耗，只能采用abcdefa所包圍的面積很小的軟磁材料。四、磁性材料的分類不同的磁性材料具有不同的磁滯回線，剩磁和矯頑磁力也不同。因此，它們的用途不同。依據(jù)磁滯回線的面積和形狀，可將磁性材料分為以下三類。（1）硬磁材料硬磁材料指剩磁和矯頑磁力均很大的磁性材料。其特點是磁滯回線很寬，如圖4-3-4（a）所示，常用的有鋁鎳鈷合金、鋇鐵氧體、鎢鋼、鈷鋼等。在磁電式儀表、揚聲器中的磁鋼、永久磁鐵等就是用硬磁材料制成的。（2）軟磁材料軟磁材料指剩磁和矯頑磁力均很小的磁性材料。其特點是磁導(dǎo)率大，易磁化，也易去磁，磁滯回線較窄，磁滯損耗小，如圖4-3-4（b）所示。用于低頻的軟磁材料有鑄鋼、硅鋼、坡莫合金等。電動機、變壓器、繼電器等設(shè)備中的鐵芯常用的是硅鋼片。用于高頻的軟磁材料要求具有較大的電阻率，以減小高頻渦流損失。常用的是鐵氧體（在磁棒、中周變壓器中采用）。（3）矩磁材料矩磁材料的磁滯回線的形狀如矩形，如圖4-3-4（c）所示。矩磁材料主要用來做記憶元件，典型應(yīng)用是制作計算機中存儲元件的環(huán)形磁心。五、例題講解，鞏固練習(xí) 略。（見教材§4-3例題1，例題2）應(yīng)知應(yīng)會知識小結(jié)磁性材料的磁化；磁滯回線的理解與應(yīng)用；磁性材料的分類。課后拓展：1.完