第10次课 磁介质.ppt

* 受力 应用 求解运动轨迹 三、带电粒子在电场和磁场中的运动 1. 回旋加速器 （1）使带电粒子在电场的作用下得到加速 回旋加速器的基本性能: （2）使带电粒子在磁场的作用下作回旋运动 Ｄ１ Ｄ２ Ｒ 目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环形管道的半径为2公里。产生的高能粒子能量为5000亿电子伏特。 世界第二大回旋加速器在欧洲加速中心，加速器分布在法国和瑞士两国的边界，加速器在瑞士，储能环在法国。产生的高能粒子能量为280亿电子伏特。 R B + + + - - - v 速度选择器 Fe fL 质谱线 2. 质谱仪 Ｐ１ Ｐ２ -----分析同位素 位于磁场中的载流导体侧面出现电势差的现象。 产生霍耳电场EH， §13.7 霍耳效应 f + + + - - - b d I B Ａ１ Ａ２ 一、霍耳效应 霍耳电势差为： 平衡时： 仅与材料有关 载流子带负电，电压反向。 f + + + - - - b d I B Ａ１ Ａ２ - - - + + + V _ f b d I B Ａ１ Ａ２ P 型半导体 n 型半导体 fL v v fL 由VH 的正负就可知道半导体的类型。 I VH B B VH I ① 测量半导体的性质 二、霍耳效应的应用 ② 测量磁场 可知 利用此原理制成高斯计测量外界磁场。探头用霍尔元件制成，通过测量 VH，折算成 B 。 探头 高斯计 ③ 测量大电流----几万安培 由 用霍尔元件测量大电流周围的磁场，可推算出动力线中流过的电流 I。 可知 B，再由无限电流 I 与 B 之间的关系可知 I 。 I B ④ 磁流体发电 第 14 章 磁介质 Magnetic Materials 处于磁场中的被磁化的物质称为磁介质。 §14-1 磁介质 磁化强度 一 、磁介质 极化： 磁化： 总磁场 原磁场 附加磁场 1. 顺磁质: 锰、铬、铂、氮等 2. 抗磁质: 水银、铜、硫、氢等 3. 铁磁质: 铁、钴、镍 分类： 弱磁性物质 强磁性物质 分子磁矩--分子电流所产生的磁矩，记为 又称为固有磁矩。 1. 磁介质的分子磁矩 二、物质磁化的机理 e p m 两类磁介质： ?类（顺磁质）--每个分子的固有磁矩不为零。 ?类（抗磁质） --每个分子的固有磁矩为零。 分子磁矩的空间取向使原磁场加强。 2. 顺磁质及其磁化 B’ B0 顺磁质分子的固有磁矩 不为零，即：Pm ≠ 0 。 e p m 有外磁场时，固有磁矩要受到一个磁力矩　的作用,使分子磁矩　转向外磁场的方向。 3. 抗磁质的磁化 分子固有磁矩为零， 但每个电子产生的附加磁矩不为零。 附加磁矩产生的附加磁场削弱原磁场 DPm总与外磁场反向 三、磁化强度矢量 (均匀磁化)单位体积内分子磁矩的矢量和。 为了描述磁介质被磁化的程度，引入磁化强度： B越大，磁化程度越高， 顺磁质： 与外磁场同向 抗磁质： 与外磁场反向 在磁介质外部： （单位：安培/米(A/m)） 四、磁化强度与磁化电流的关系 1. 磁化电流（束缚电流,面电流） 在外磁场的作用下，由于磁介质磁化，而在磁介质表面上出现的电流称为磁化电流。 2. 磁化强度与磁化电流的关系 介质磁化强度M的大小为： 对于一般情况，磁矩与介质表面不平行 磁介质表面单位长度流过的磁化电流-- 面磁化电流密度 S 长为l、截面积为S的一段介质： a c d b 磁化强度对任意闭合回路L的线积分等于回路所包围面积内的总磁化电流。 §14-2磁介质中的安培环路定律 1. 真空中的安培环路定理 式中 为 的环路 内传导电流的代数和。 2. 磁介质中 磁化强度对闭合回路L的线积分等于回路所包围的总磁化电流 一、磁介质中的安培环路定律 定义磁场强度 H的环流仅与传导电流I0有关，与介质无关。磁场强度H与在有电介质的静电场中引入的电位移D相似，它们都是辅助物理量。 磁介质中的安培环路定理： 对于各向同性弱磁质： cm称为磁介质的磁化率 二、磁场强度与磁感强度的关系 令： —介质的相对磁导率， —介质的磁导率 真空中： 顺磁质： 抗磁质： 传导电流和磁化电流产生的磁感应线都是无头无尾的闭合曲线。因此，对任意闭合曲面S 三、磁介质中的磁场高斯定律 例:一无限长螺线管，通以电流I，管内充有相对磁导率为 的各向同性的均匀介质，若单位长度线圈匝数为n，求介质中的 和 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? a b d c 讨论 真空中： 解: 过管内任何一点P作 矩形路径ab