磁介质的磁化和介质中的安培环路定理(简化).pptVIP

* 磁畴图象 有磁介质时的磁场 一、 磁介质对磁场的影响 什么是磁介质？ 能够影响磁场分布的物质。 I I 长直密绕螺线管 发现磁介质中的磁场： 磁介质上有磁化电流， 现在将一个长螺线管通电流 I，内部造成一个 均匀磁场,再将磁介质充满磁场（保持电流不变）。 实验发现：充各种磁介质，磁介质内的磁场 有的比真空时弱， 有的比真空时强。 ……该磁介质的相对磁导率 (1)抗磁质 略1 （铜,银,氢等） (2)顺磁质 略1 （铝,锰,氧等） (3)铁磁质 1 （铁,钴,镍等） 式中 ……磁介质的磁导率。 由于电子带电，电子绕原子核作轨道运动， 就相当于一个闭合载流线圈一样。 微观模型： 二.分子电流和分子磁矩 每个分子等效一个圆电流 一个分子的磁矩是其中所有电子的轨道磁矩 和自旋磁矩以及原子核的磁矩的矢量和。 i分 顺磁质 顺磁质的 ≠0，称为分子固有磁矩。 一般由于分子的热运动, 完全是混乱的, 不显磁性。 这就是顺磁质被“磁化”。 外磁场越强，转向排列越整齐。 会发生转向而排列， 但是在外磁场中， S N i S N 顺磁质内部的各 分子等效磁矩 有一定程度的排列， 分子等效电流 i 使 顺磁质内部的磁场加强； 而且顺磁质会被磁铁吸引。 抗磁质 抗磁质的分子固有磁矩 =0。 但是在外磁 场中会产生感应磁矩。 一个抗磁质分子，在磁场中会产生一个与外磁场反方向的感应磁矩，这个感应磁矩相应的分子感应电流的方向如图所示， 这就是它的磁化。因此，在抗磁质内部的磁场 是被削弱的，而且抗磁质会被磁铁排斥。 S N i S N 虽然顺磁质也会产生感应磁矩, 但由于它远小于固有磁矩, 所以，顺磁质主要是固有磁矩起作用。 说明： 三 磁介质的磁化 1. 磁化电流 顺磁质在磁场中， 它的分子固有磁矩 沿外磁场排列起来。 在外磁场作用下磁介质出现磁性或磁性 发生变化的现象称为磁化。 以顺磁质为例： 顺磁质 对均匀的磁介质： 内部各点处的小分子电流相互抵消，表面上的小分子 电流方向相同没有抵消，相当在表面上有一层表面电 流流过。（磁化电流）（或束缚电流）, 记作 Is。 对顺磁质和铁磁质,磁化电流产生的磁场 是加强磁介质内部原磁场的; 磁化电流 Is的大小反映了磁化的强弱。 对抗磁质,磁化电流产生的磁场 是削弱磁介质内部原磁场的。 2. 磁化强度 磁化的强弱还可以用磁化强度来描述。 定义:磁化强度 （?V…宏观小、微观大。） 单位体积内 分子磁矩的矢量和。 对顺磁质: 平行于 对抗磁质: 反平行于 实验表明: 在各向同性的顺磁质、 抗磁质内,有线性关系 和 呈非线性关系） （对铁磁质： 3.磁化强度与磁化电流 Is的关系 定义： 沿磁介质轴线方向上单位长度的磁化电流称为磁化电流密度 js 。 结论1：磁化强度大小数值上等于磁化电流密度。 普遍情况下可以证明： 束缚电流线密度的大小等于磁化强度的切向分量。 电介质有 束缚电荷面密度的大小等于电极化强度的法向分量。 在 外磁场作用下，介质中的分子电流可等效成介质表面的磁化电流 Is，它产生附加磁场，但无热效应。 微分关系 磁化强度沿任一回路的环流，等于穿过此回路的束缚电流 IS的代数和。 IS与L环绕方向成右旋者为正，反之为负。 物理意义 与电介质中对比的公式 结论2：磁化强度沿闭合路径的线积分，等于环路内磁化电流的代数和。 束缚面电流 磁化强度 电极化强度 束缚电荷 积分关系 可以象研究电介质与电场的相互影响一样，通过引入适当的物理量加以简化。 在真空中的安培环路定理中： 将其应用在磁介质中时，?I为所有电流的代数和； 4.磁介质中的安培环路定理 束缚电流 传导电流 有磁介质的总磁场 ? 定义：磁场强度 ? 定义：磁场强度 物理意义：磁场强度沿闭合路径的线积分，等于环路所包围的传导电流的代数和。 的环流仅与传导电流 I 有关,与介质无关。(当 I相同时，尽管介质不同， 在同一点上也不相同，然而环流却相同。因此可以用它求场量 ，就象求 那样。 ①. 是一辅助物理量，描述磁场的基本物理量仍然是 。 是为消除磁化电流的影响而引入的， 明确几点： 磁介质中的环路定理 ②. 既与磁感应强度 有关，又与磁化强度 有关，所以 又是混合物理量。 ③.磁场强度的单位与磁化强度相同， 安培/米，A/m ④.若 ， 不一定环路内无电流。 ⑤.若 ， 因为 是环路内、外电流共同产生的。 不一定环路上各点的 为 0，