《磁学入门》

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背景和历史

永磁体是现代生活的重要组成部分。它们的应用为人们的生活带来了极大的便利。第一个永磁体是利用天然形成的岩石(也称天然磁石)制成的。2500 多年前的中国古人首先对这些磁石进行了研究,后来希腊人又进行研究,并从马格尼西亚州 (Magnesia) 获得磁石,这些材料也由此得名。此后,磁体材料的属性得到了极大的改进,现代永磁材料的磁场强度是古代磁体的几百倍。

永磁体一词源于磁体从磁化器件内取出后,其保留感应磁荷的能力。此类器件可以是其他经过强磁化的永磁体、电磁铁或经过短暂充电的金属线圈。它们保留磁荷的能力不仅可用于将物体固定就位,将电能转换为动力,以及将动力转换为电能(电机和发电机),还能影响靠近它们的物体。

磁体材料的进步

进步

应用

虽然永磁体的应用范围十分广泛,但最常用的领域可归为四类:

  1. 将电能转换为物理运动:实例包括电机、致动器、扬声器、计量仪器和仪表。在此类应用中,电能输入会使磁体进行相对运动,以产生所需的物理输出。
    仪器与仪表
    航空电子设备
  2. 将物理运动转换为电能:发电机、麦克风和传感器 IC 是最常见的将物理运动转换为电能的应用。磁体的相对运动会产生电能输出。
    发电机 
    发电机
  3. 产生机械能:在此类应用中,磁体可用于固定、提升、产生表面张力或施加排斥力。应用实例包括锁存器、基座和卡钳、转矩耦合、锁定与解锁器件、分离器。
    转矩 
    Dexter 设计的转矩耦合
  4. 应用领域:在此类应用中,需要以特殊方式使用磁场。它通常用于控制、塑造或引导物体或物质。应用实例包括分光仪、退火与电镀偶极子、射束控制、聚焦和定位、等离子体控制器件。
    喷溅涂覆
    使用 Dexter 的磁控溅射工艺产生辉光等离子体。