磁环中非晶丝的阻抗效应

发布时间：

2023-08-30

磁环中非晶丝的阻抗效应

依据阻尼项的磁矩转动方程，提出统一形式的磁化率张量表达式:基于等效磁导率将非晶丝中各向异性的电磁场求解问题转化为等效的各向同性问题，进而分析了套在绝缘磁环或导电磁环中非晶丝的阻抗:采用基于有限元的数值方法仿真磁环中非晶丝的阻抗，仿真结果验证了理论分析结论:理论分析和仿真实验均表明，外磁体的附加阻抗将严重降低阻抗变化率，破坏巨磁阻抗特性:为此，提出采用回路形式降低附加阻抗的方法，并基于仿真实验验证了该方法的有效性。

非晶或纳米晶合金材料制成的细丝或薄带在一定的频率范围内的交流阻抗值随外磁场的变化而发生显著变化的现象被称为巨磁阻抗效应（5;L）:因为 5;L 效应为研发新型的小体积、高灵敏磁探测器件提供了可能，所以成为材料物理和磁传感器研究的热点:巨磁阻抗现象的产生原因是铁磁材料的磁各向异性和趋肤效应，:轴向外磁场的改变使铁磁材料在环向或横向的磁导率发生改变，同时使趋肤深度发生变化，进而影响材料阻抗:随频率从低频升高到中频，铁磁材料磁化机理由以磁畴移动为主，发展为由磁矩转动决定。当频率高于百兆赫兹时，铁磁共振效应将影响磁阻抗特性。

随着巨磁阻抗效应应用研究的日益深入，巨磁阻抗材料作为磁探测元件将被置入被测的磁场环境:被测的磁场环境会包含导体、铁磁材料等其他介质:比如，无损检测中使用的磁探头将紧贴钢板表面；用于电流互感器励磁补偿的磁探头也将安装在线匝和铁心内部:此时，被测环境中其他介质势必对巨磁阻抗特性带来影响:本文将以磁环中的非晶丝为例，研究外磁体对巨磁阻抗特性的作用:该研究内容包括基于等效磁导率和 ;*<=866 方程的理论分析、以及基于有限元的数值仿真研究:本文理论分析，提出了关于 )*+,*-.)/012/34 阻尼项和 5/67893 阻尼项，统一形式的磁化率张量方程，并进而获得了绝缘和导电两种磁环中非晶丝的阻抗形式:数值仿真验证，了理论分析结果，并能够仿真非对称结构的磁阻抗特性:为了降低外磁体对巨磁阻抗特性的破坏作用，本文提出采用平行或双绞的回路形式进行改善:该方法通过仿真实验获得了验证。

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