有了剩磁和矫顽力,为什么还需要磁能积?
这个问题的答案,正是磁能积概念诞生的核心原因。
剩磁Br测量的是磁铁在"开路状态"(悬空在空气中,无外部磁路)的磁场强度,但这不是磁铁的实际工作状态。仅凭剩磁无法判断磁铁在实际工作时的表现。两块磁铁可能有相同的剩磁,但因为退磁曲线形状不同,在相同气隙条件下,一块的工作点可能在高位(B值保持较高),另一块可能在低位(B值衰减严重)。
矫顽力Hcj虽然衡量了抗退磁能力,但它只告诉你"多大的反向磁场能让磁性完全归零",并没有告诉你"在具体工作状态下,磁铁能输出多强的磁场"或"能量利用效率如何"。
工程师需要的是一个综合性指标,能够直接反映"磁铁在实际带负载工作时的效率"。在工作点上:
• B代表磁体维持的磁通密度(输出能力)
• H代表磁体承受的退磁场强度(负载压力)
• B×H的乘积代表磁体单位体积内储存的磁场能量密度
这个乘积在退磁曲线上存在一个最大值,这就是最大磁能积(BH)max。它综合了Br和Hcj的影响,反映了材料在实际工作状态下的"能量转换效率",成为评价永磁材料最核心的指标。
磁能积的工程意义
磁能积最直接的工程意义是:它决定了达到同样磁场效果所需的磁体体积。磁能积越高,所需体积越小;磁能积越低,所需体积越大。
实现相同的磁场,使用钕铁硼(磁能积约48MGOe)用到的磁体体积,只需要铁氧体(磁能积约3.5MGOe)的几十分之一,这就是为什么现代手机扬声器能做到硬币大小,而老式收音机的喇叭磁铁有拳头那么大,这几十倍的进步能带来产品革命性的小型化、轻量化。