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第十章 运动电荷的磁场 10-7 磁介质 一 磁介质 (magnetic medium)的分类 磁介质是指放入磁场中能显示磁性，产生附加磁场，从而改变原来的磁场分布的物质。 自然界中所有实体物质(气体、液体、固体)都是磁介质。 磁介质的磁化：(magnetization of magnetic medium) 原来不显示磁性的磁介质在外磁场 的作用下显示磁性，产生附加磁场的现象叫做磁介质的磁化。 磁介质磁化后，磁介质内的总磁场是： 磁介质中的总磁感强度 真空中的磁感强度 介质磁化后的附加磁感强度 铁磁质 （铁、钴、镍等） 顺磁质 （铝、氧、锰等） 抗磁质 （铜、铋、氢等） 弱磁质 根据磁介质磁化后磁场的变化情况，把磁介质分为三类： 强磁质 二 顺磁质与抗磁质的磁化机理 分子电流： 分子中的电子绕原子核作轨道运动，形成轨道电流，构成轨道磁矩 。电子还有自旋磁矩 。因此电子的总磁矩 所以，分子电流的磁矩就是分子磁矩。 把整个分子(原子)中所有电子对外界产生的磁效应等效为一个圆电流 的磁效应，称圆电流 为分子电流。 分子圆电流和磁矩 一个分子内所有电子全部磁矩的矢量和，称为分子的固有磁矩，简称分子磁矩。 无外磁场 顺 磁 质 的 磁 化 分子圆电流和磁矩 有外磁场 同向时 反向时 无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗磁质内磁场 抗磁质的磁化 分子磁矩的矢量和 体积元 单位（安/米） 抗磁质内磁场 顺磁质内磁场 意义 磁介质中单位体积内分子的合磁矩. 磁化强度 三 磁场强度矢量 磁化电流、磁场强度 C + + + + + + + + + + + + A D B C 分子磁矩 （单位体积分子磁矩数） 传导电流 磁化电流 磁场强度 磁介质中的安培环路定理 + + + + + + + + + + + + A D B C 四 磁介质中的安培环路定理 各向同性磁介质 （磁化率） 相对磁导率 磁 导 率 各向同性磁介质 顺磁质 （非常数） 抗磁质 铁磁质 之间的关系： 磁介质中的安培环路定理 例10-5 如图所示，半径为R1的无限长圆柱体导线外有一层同轴圆筒状磁介质，圆筒外半径为R2，介质是均匀的，其相对磁导率为?r，设电流I在导线中均匀流过。试求： 导线内的磁场分布； 磁介质中的磁场分布； 磁介质外面的磁场分布。 I R1 R2 ?r I R1 R2 ?r 解： H和B具有轴对称性。 1)导体内任一点的磁场 r 作半径rR1的圆周为闭合回路，如图。 I R1 R2 ?r 2)磁介质内任一点的磁场 作半径rR1且rR2的圆周为闭合回路，如图。 r I R1 R2 ?r 3)磁介质外面任一点的磁场 作半径rR2的圆周为闭合回路，如图。 r (rR1) (R1rR2) (rR2) (rR1) (R1rR2) (rR2) O r B H R1 R2 H是连续的，而B则是在界面跃变的！ 例10-6 在密绕螺绕环内充满均匀磁介质，已知螺绕环上线圈总匝数为N，通有电流I，环的截面积半径远小于环的平均半径，磁介质的相对磁导率为?r 。求磁介质中的磁感应强度。 解： 螺绕环内的磁场线是与螺绕环共轴的圆周线。 方向：与I成右螺旋 I 解 对称性分析 I 例 有两个半径分别为R和r的“无限长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为?r的磁介质.当两圆筒通有相反方向的电流I时，试 求（1）磁介质中任意点 P 的磁感应强度的大小; （2）圆柱体外面一点 Q 的磁感强度. 同理可求 I I * *