电磁场恒定电流的磁场教材教学课件.ppt

I S 磁矩 I S 当圆形电流的面积S很小，或场点距圆电流很远时，我们 把圆电流叫做磁偶极子。 定义圆电流的磁矩： 当 3.2 磁介质的磁化、磁场强度 磁化强度: 为了表征物质的宏观磁性或介质的 磁化程度，定义磁化强度矢量： 单位体积内分子磁矩的矢量和 它带来附加磁场 的贡献。 符号 显然它与介质特性、温度等有关。 单位：安培/米 (A/m) 顺磁质 与 同向， 所以 与 同方向 抗磁质 与 反向， 所以 与 反方向， （?只有附加磁矩） 是描述磁介质的宏观量 补充； 磁化强度 磁化电流 在均匀外磁场中，各向同性均匀的顺磁质被磁化，未 被抵消的分子电流沿着柱面流动，称为磁化电流。 磁化（面）电流 磁化电流也称为束缚电流或分子电流。 磁化电流(线)密度 = 在垂直于磁化电流方向上 单位长度的磁化电流。 若在l长介质表面束缚电 流为 i 则其线密度为 设介质的截面积 S，则有： 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。 ? 铁磁质磁化的机制(不要求掌握) 在无外磁场的作用下磁畴取向平均抵消， 能量最低，不显磁性。 在外磁场较强时，磁畴自发磁化方向作为一个整体，不同程度地转向外磁场方向。 当全部磁畴都沿外磁场方向时，铁磁质的磁化就达到饱和状态。饱和磁化强度MS等于每个磁畴中原来的磁化强度，该值很大，这就是铁磁质磁性?r大的原因。 1、定义 矢 量 磁 位  定义： 为矢量磁位(简称磁矢位)，其单位是T·m(特斯拉·米)或Wb/m(韦伯/米)。矢量磁位是一个辅助量。 某点磁感应强度 B 等于该点矢量磁位 A 的旋度。 关于矢量磁位说明： 1）对于磁矢位散度的规定 因为 仅仅规定了磁矢位 的旋度，由亥姆霍兹定理知：还必须规定其散度，否则 不唯一，如： 、 具有相同的旋度，说明 不唯一，应规定其散度。 若有一矢量 满足 ，另一矢量 （ 是一个任意标量函数）， 和 是两个不同的矢量函数。 规定 2）磁通的计算可通过矢量磁位计算 （ 库仑规定 ） C是曲面S的边界线。 使用矢量恒等式 2、矢量磁位方程 由关于 散度的规定 磁矢位的泊松方程 对于无电流分布的区域( )，磁矢位满足矢量拉普拉斯方程 关于磁场的求解问题，可归结为求解磁矢位的泊松方程或拉普拉斯方程的边界问题 其分量方程为 每一个分量方程都是一个二阶的偏微分方程。 对于球坐标和圆柱坐标，其表达式不是这样简单。 在直角坐标系中 关于磁矢位积分表达式 与静电场的电位方程比较，可得在直角坐标系中对于（体）电流分布，关于磁矢位的积分表达式 将其写成矢量形式为 若磁场由面电流 JS 产生，其磁矢位为 线电流产生的磁矢位为 例 求长度为l 的载流直导线的磁矢位。 解 : 用矢量磁位的叠加计算 取一电流元 ，在场点的矢量磁位 为 当l z 时有 若考虑l r, 即是无限长的载流导线，则有 当电流分布在无限区域时，一般应指定一个磁矢位的参考点， 可以使磁矢位不为无穷大。若指定 r = r0 处为磁矢位的零点时，有 对上式， 用圆柱坐标的旋度公式，可求出 磁 偶 极 子 载流为I、半径为a的圆电流位于xy平面，有 ，可将圆电流称为磁偶极子，常用磁矩 描述它 求磁偶极子产生的远区磁场 利用矢量磁位的积分公式求解 利用矢量公式 因为求的是磁偶极子产生的远区磁场， ，故有 因为上式积分是对圆面积进行的，即积分与r无关，且 矢量磁位 位于平行xy平面内， 将其在球坐标中表示，则知仅有 分量存在 磁偶极子产生的远区磁场 与电偶极子产生的远区电场比较 其场在空间的分布相同 顺磁质、抗磁质、铁磁质 § 3.2 磁介质的磁化，磁场强度 第四章 恒定电流的磁场 基本方程 磁介质的磁化、磁场强度 边界条件 自感、互感 磁分离器 第一节 恒定磁场的基本方程 产生磁场的电流恒定 所产生的磁场也不随时间变化。 安培力定律 P * 真空磁导率 电流元在空间产生的磁场 磁通密度 毕奥－萨伐尔定律 磁感应强度叠加原理 任意载流导线在点 P 处的磁感强度 磁通密度矢量积分式 用不带撇的坐标表示场点，用带撇的坐标表示源点 线、体、面电流产生的磁通密度一般表达式 单位T、Wb