第07章 稳恒磁场02-安培力、磁力矩.ppt

* 二、 磁化机理 1. 顺磁质磁化 热运动分子磁矩无规则排列，不显磁性 无外磁场 顺 磁 质 的 磁 化 有外磁场 产生附加磁场 与外场同方向 * 2 . 抗磁质磁化 由电子进动产生感生磁矩引起的。 当 时， 在 dt 时间内， 感生磁矩 力矩 * 三、有磁介质时的安培环路定理 介质磁化后的附加磁感强度 真空中的磁感强度 磁介质中的总磁感强度 根据真空中的安培环路定理，有 引入辅助矢量 安培环路定理可以写成 * 第七章 稳恒磁场 7.1 电流与电动势 7.2 磁场 磁感应强度 7.3 毕奥-萨伐尔定律 7.4 安培环路定理 7.5 磁场载流导体的作用 7.6 磁介质对磁场的影响 7.7 铁磁质 * 1）起始磁化曲线 2） 曲线 ? ? 随 H 变化 一、 磁化曲线 §7.6 铁磁质 * 二、磁滞现象和磁滞回线 Br --- 剩磁 Hc --- 矫顽力 铁磁质中 B 的变化总是落后于外加磁场 H的变化 ---- 磁滞现象 O 软磁材料 O 硬磁材料 O 矩磁铁氧体材料 居里温度 * 无外磁场 有外磁场 2 . 铁磁质的磁化机理 —— 磁畴理论 当 时， 相邻原子间的电子存在很强的交换作用，形成一个小小的自发磁化区域 --- 磁畴 当 时， 磁畴转向外场方向排列 —— 铁磁质磁化 * 纯铁 硅铁 钴 1892年罗辛格首先提出 磁畴的形成是由于磁偶极子间非磁性的相互作用 1926年海森堡用量子力学中的交换力解释了磁偶极子间相互作用的起源 1935年 朗道和栗佛希兹从磁场能量的观点说明了磁畴的成因 Si-Fe单晶 (001)面的 磁畴结构 箭头表示 磁化方向 0.1mm 磁致伸缩： * * 第七章 稳恒磁场 7.1 电流与电动势 7.2 磁场 磁感应强度 7.3 毕奥-萨伐尔定律 7.4 安培环路定理 7.5 磁场载流导体的作用 7.6 磁介质对磁场的影响 7.7 铁磁质 * o §7.4 安培环路定理 对于载流长直导线外，若选某一条磁力线为闭合回路，则 一、安培环路定理 真空中磁感应强度沿任一闭合回路的线积分，数值上等于该闭合回路所包围的所有电流的代数和乘以真空磁导率。与回路的形状和回路外的电流无关。 * o （1）单根载流长直导线 以长直导线为例，证明上述定理： 设闭合回路 为圆形回路 （ 与 成右螺旋） 若回路绕向化为逆向时，则 * o 与 成右螺旋 （2）单根载流长直导线对任意形状的回路 * （3）电流在回路之外 * 安培环路定理 （4）多根电流情况 * 说明： 安培环路定理：真空的稳恒磁场中，磁感应强度 沿任一闭合路径的线积分，等于该闭合路径所包围的所有电流的代数和 乘以真空磁导率 。 电流 正负的规定 ： 与 成右螺旋时， 为正；反之为负。 例： * 二、安培环路定理的应用举例 进行磁场分布的对称性分析； 根据磁场分布的对称性选择合适的闭合回路； 应用安培环路定理进行计算。 解题步骤： 合适的闭合回路（安培环路）的选择： （2）当回路经由非所求磁场时，使得回路上各点的磁感应强度 ，或 ； （1）当回路经由所求磁场时，使得回路上各点的磁感应强度大小相等，即 ，且 ； * 无限长载流螺线管内部磁场处处相等 , 外部磁场为零。 （2）选回路 。 + + + + + + + + + + + + 磁场 的方向与电流 成右螺旋。 M N P O 例1 求长直密绕螺线管内磁场。 （1）对称性分析：螺旋管内为均匀场，方向沿轴向，外部磁感强度趋于零 ，即 。 解： * 当 时，螺绕环内可视为均匀场。 例2 求载流螺绕环内的磁场。 （2）选择合适的闭合回路 ——顺时针方向旋转的同心圆。 令 解： （1） 对称性分析；环内 线为同心圆，环外 为零。 * 例3 无限长载流圆柱体的磁场 对称性分析 选则合适的闭合回路 . 解： * 的方向与 成右螺旋 * 第七章 稳恒磁场 7.1 电流与电动势 7.2 磁场 磁感应强度 7.3 毕奥-萨伐尔定律 7.4 安培环路定理 7.5 磁场载流导体的作用 7.6 磁介质对磁场的影