磁性質與光學性質
軟磁材料(soft magnetic material)
這裡的「軟」與機械上的軟毫無關係——矽鋼其實很難被壓凹。它指的是磁性上的軟:你一施加磁場,材料就強烈磁化,你一移除磁場,它就立刻放掉磁性。它是磁性上的軟柿子,而這種敏捷反應,正是任何磁性必須每秒開關數萬次的裝置所需要的。
在磁滯迴線上,軟磁畫出又高又窄的形狀:導磁率高,所以小磁場就能產生大磁通,但矯頑力極低,只有每公尺幾安培,因此幾乎不需要磁場就能把它切換回來。由於迴線瘦,所圍面積小,而這面積就是每循環以熱形式損失的能量。要得到磁性上的軟,就要讓磁壁盡可能自由移動,也就是乾淨、純、退火良好、障礙少的材料:例如低碳矽鋼片、鎳鐵坡莫合金(permalloy)、非晶質金屬玻璃,以及用於高頻的軟磁鐵氧體。
軟磁是電氣世界裡沉默的主力。它們構成變壓器、馬達、發電機、電感、電磁鐵的鐵芯——任何需要以最少熱損耗來集中並快速反轉磁通之處。工程上還要對抗第二種損耗——渦電流,這也是為什麼鐵芯用薄而絕緣的疊片、或用絕緣的鐵氧體來製作,使感應電流無法環流。誠實的取捨就寫在名字裡:使軟磁高效的那種易於切換的特性,也意味著它無法儲存磁性,所以完全不能當永久磁鐵用。
電力變壓器鐵芯以薄矽鋼疊片堆疊而成,因為它們窄的磁滯迴線與高電阻,能在磁場每秒反轉 50 次時,把磁滯損耗與渦電流損耗都壓低。
自由移動的磁壁帶來瘦迴線、低損耗、易切換,卻沒有永久性。
磁性軟與機械軟無關;它指低矯頑力、易切換。使損耗最小的那種易切換,也讓它無法保持磁化,所以軟磁永遠當不了永久磁鐵。
又称
另见