06 稳恒磁场 8-10.ppt

第六章 稳恒磁场 §6-8 磁介质 磁化强度 一、磁介质 二、磁化强度 一、 磁介质 二、磁化强度 §6-9 磁场强度 磁介质中的安培环路定理 一、磁场强度 二、磁介质中的安培环路定理 三、磁场强度、磁感强度和磁化强度的关系 §6-10 铁磁质 一、磁畴 二、磁化曲线 三、磁滞回线 四、铁磁性材料 小 结 第六章 稳恒磁场小结 磁介质、磁化强度 磁介质 磁介质的磁化 磁化强度 磁介质中的安培环路定理 磁场强度 磁介质中的安培环路定律 磁场强度与磁感应强度的关系 铁磁质 铁磁质的特性 磁畴 磁化曲线 磁滞回线 铁磁性材料 习题 6-27  * * 基本磁现象与磁学发展史 §6-1 稳恒电流 §6-2 磁场 磁感应强度 §6-3 毕奥－萨伐尔定律 §6-4 磁场的高斯定理 §6-5 安培环路定理 §6-6 洛伦兹力公式 §6-7 安培定律 §6-8 磁介质 磁化强度 §6-9 磁场强度 磁介质中的安培环路定理 §6-10 铁磁质 磁介质——能与磁场产生相互作用的物质磁化——磁介质在磁场作用下所发生的变化 任何媒质都可以看作是磁介质 安培分子电流假说 每个磁介质分子或原子在电子的运动作用下相当于一个环形电流，即分子电流。分子电流的磁矩称为分子磁矩。 无外磁场时，分子磁矩的方向是杂乱的，宏观上磁介质不显磁性。 无外磁场 顺 磁 质 的 磁 化 有外磁场 有外场： 磁矩转向，磁化。 无外场： pm 取向无规则，不显示磁性。 在外磁场中，磁化了的磁介质会激发附加磁场。这附加磁场起源于磁化了的介质内所出现的磁化电流，实质上是分子电流的宏观表现. 分子电流 磁化电流 (束缚电流) 分子电流因磁化而呈现出宏观电流，称为磁化电流。这个电流不伴随任何带电粒子的宏观位移，所以又称为束缚电流。 对于各向同性均匀介质，均匀磁化时，内部的分子电流相互抵消，而在介质表面各分子电流相互叠加。 磁介质中的磁感强度： 传导电流产生的磁感强度 磁化电流的磁感强度 顺磁质: 铂，铝，锰 抗磁质：金，银，铜 铁磁质：铁，钴，镍 弱磁性物质 强磁性物质： 磁介质分类 对比： 极化强度 单位体积内分子电偶极矩的矢量和 磁化前，DV 内磁化强度为零，磁化后不为零 介质的磁化实质上是分子磁矩的取向以及在外磁场作用下产生附加磁矩的作用。 引入反映介质磁化程度的物理量——磁化强度矢量 定义：单位体积内分子磁矩的矢量和 磁介质中，磁感强度叠加： 磁场中的安培环路定理： 磁介质中： 充满均匀磁介质的直螺线管，长为 l ，截面积为S。表面磁化电流 I? 。 磁矩为 I? S。体积为 Sl 磁化电流线密度 磁化强度 j 在数值上等于磁化电流线密度，其方向沿轴线方向。 取上图所示回路 磁化强度 j 沿闭合路径 L 的环流为 定义磁场强度 单位：安培/米(A/m) 意义 ：上式是稳恒磁场环路定理的普遍表达式，对稳恒磁场中的任何闭合回路都成立, 无论对真空或磁介质都适用。 注意：具有直接物理意义的，能确定磁场中运动电荷或电流受力的，是磁感应强度矢量 B ，磁场强度矢量H 仅仅是一个辅助量，它与电场中电位移矢量 D 的地位相当。 在稳恒磁场中，磁场强度矢量 H 沿任一闭合路径的线积分（即环流）等于包围在环路内各传导电流的代数和。 介质的磁导率 相对磁导率 磁场强度、磁感强度和磁化强度的关系 实验表明： 电介质中的 高斯定理 磁介质中的 安培环路定理 称为相对电容率 或相对介电常量 之间的关系 之间的关系 称为相对磁导率 磁导率 例+ 一环形螺线管，管内充满磁导率为 m ，相对磁导率为 mr 的顺磁质。环的横截面半径远小于环的半径。单位长度上的导线匝数为 n 。求：环内的磁场强度和磁感应强度 解： 例+ 一无限长载流圆柱体，通有电流I ，设电流 I 均匀分布在整个横截面上。柱体的磁导率为μ，柱外为真空。求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度。 解： I R 在分界面上H 连续, B 不连续 I R 顺磁质: 铂，铝，锰 抗磁质：金，银，铜 铁磁质：铁，钴，镍 弱磁性物质 强磁性物质： 磁介质分类 铁磁质的特性： 1．在外磁场作用下能产生很强的磁感应强度； 2．当外磁场停止作用时，仍能保持其磁化状态； 3．B 与 H 之间不是简单的线性关系； 4．铁磁质都有一临界温度。在此温度之上，铁磁性完全消失而成为顺磁质——居里温度或居里点。 铁——1043K 镍——630K 钴——1390K 铁磁质的起因可以用“磁畴”理论来解释。 铁磁质内的电子之间因自旋引起的相互作用非常强烈，在铁磁质内部形成了一些微小区域，叫做磁畴。 每一个磁畴中，各个电子的自旋磁矩排列得很整齐。 磁畴大小约为101