復合磁性材料的磁路定理及位移變磁導型電磁感應.pdf

1、磁路與電路之間的相似性，為我們提供了分析和計算磁場分布的有力工具-磁路定理。在恒定電路中，不管導線各段的粗細或電阻怎樣不同，通過各截面的電流I都是一樣的。相類似地，傳統(tǒng)磁路定理認為：在鐵芯中，由于磁場的“高斯定理”，通過鐵芯各個截面的磁通量ФB是相同的。這個定理的理想使用條件是鐵芯的磁導率趨于無窮大。但如果鐵芯的磁導率不是無窮大，那鐵芯只能近似地認為是一個磁感應管，實際中會有部分磁感應通量從其表面漏出去(簡稱漏磁通)。近年來，對于鐵氧體

2、磁芯振動發(fā)電器件的研究日益受到關注，人們在設法提高其輸出功率時，開始更多地著手從復合磁路中鐵氧體磁芯本身的物理特性的研究出發(fā)。
　　本文依據傳統(tǒng)的磁路定理，在U型錳鋅鐵氧體磁芯構成的復合磁體基礎上，著重研究了復合磁體的磁路定理，修正了傳統(tǒng)的磁路定理；并以此為理論依據，對位移變磁導型微振發(fā)電器件的鐵氧體磁芯磁導率的匹配問題、發(fā)電器件輸出功率問題進行了研究和探討。實驗中以初始磁導率為5000和15000的錳鋅鐵氧體磁芯為研究對象，將其

3、兩兩組合成不同的復合磁體，分別探測了不同組合在不同磁場強度下的空間磁感應強弱情況。實驗結果顯示，鐵氧體磁芯使大部分磁通限定在磁體內部，但仍有部分磁通散布于磁體外。故而在位移變磁導型微振發(fā)電器件中，錳鋅鐵氧體磁芯的匹配存在一個選擇問題，并非磁導率越高的磁芯其發(fā)電效率就能越好。理論和實驗結果均顯示，磁導率為5000的定子磁芯和磁導率為15000的振子磁芯有最佳的匹配效果。位移變磁導型微振發(fā)電器件主要利用位移變磁導型電磁感應來實現發(fā)電功效，通

4、過有效磁導率的瞬間高變化率來獲得較高的輸出電壓，其輸出功率不僅和磁路有效磁導率的變化快慢有關，同時也和發(fā)電器件本身磁芯的阻抗特性密切相關。復合磁芯的阻抗特性在振動狀態(tài)時是磁芯間隙和振動頻率的函數。
　　本課題研究所得的基于復合磁體的磁路定理在修正了傳統(tǒng)的磁路定理的同時，有效地指導位移變磁導型微振發(fā)電器件的磁芯匹配選擇問題，還為發(fā)電器件的輸出功率研究提供了有力的理論依據。位移變磁導的微振發(fā)電器件可以在低頻率、低振幅的振動有效下有效地