为了了解磁芯饱和的内幕,我们先看看磁芯是怎样将外部磁场放大的。
构成磁芯的材料叫做磁性材料。可以想象,磁性材料内部有很多小磁铁,一般叫做磁畴,每个磁畴有两个磁极,就是我们常说的N极和S极。在没有外部磁场的条件下,这些磁畴的方向是随机排布的,因此,对外不呈现磁性。但是,当有外部磁场时,磁畴的方向开始趋向一致,于是这个磁性材料开始产生附加的磁场,也就是放大了磁场,这个过程如下图所示。电磁铁就是利用这个原理。通过在磁性材料上施加一个激励磁场,磁性材料变成了一个磁性很强的材料。我们知道,电磁铁的磁力很强。
有些磁性材料,当外部磁场消失时,磁畴的排布又回到随机状态,磁性材料不再呈现磁性,这叫做软磁材料。电磁铁和滤波器的电感都用这种软磁材料。
有些磁性材料,当外部磁场消失时,磁畴的维持整齐的排布,仍然呈现很强的磁性,这叫做硬磁材料。磁盘存储器就是利用这个特性。
因此,磁性材料对磁场的放大作用,可以认为是内部磁畴在外部磁场的指引下,调整方向的过程。这有点像人类的“跟风”现象。社会上流行一种款式的服装时,穿这种款式的人越来越多,当所有的人都穿这种款式时,市场就饱和了。
磁畴的“跟风”也是这样。外部磁场较小时,稍微增强一点,就会引来大量的磁畴“跟风”,于是外部磁场得到增强。但是,当所有的磁畴都已经按照外部磁场的方向排列时,再怎么增加外部磁场,也不会有“跟风”的磁畴了。这就是磁性材料的饱和。
怎样避免发生磁饱和呢?下次我们接着说。
