《12磁介质》精选课件.ppt

二、磁介质(magnetic medium)中的安培环路定理 以螺绕环为例来推导磁场中的安培环路定理： 已知：N、μr、Is、IC 三、铁磁质及其磁化规律 观看胡其图ZLCAI zlupem.exe 画磁滞回线 （2）振动去磁法——使磁畴排列混乱。 （3）反向去磁法——反复加反向磁场。 与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点： (1)在外磁场的作用下能产生很强的附加磁场。 (2)外磁场停止作用后，仍能保持其磁化状态。 (4)具有临界温度Tc。在Tc以上，铁磁性完全消失而成为顺磁质，Tc称为居里温度或居里点。不同的铁磁质有不同的居里温度Tc。纯铁：770oC，纯镍：358oC。 (3)相对磁导率和磁化率不是常数，而是随外磁场的变化而变化；具有磁滞现象， 之间不具有简单的线性关系。 居 里 A R 1 2 K 接磁通计 把未磁化的均匀铁磁质充满一螺绕环，如图： 线圈中通入电流(励磁电流)后，铁磁质就被磁化。 根据有介质时的安培环路定理，当励磁电流为I时，环内的磁场强度： A R 1 2 K 接磁通计 铁芯中的B由磁通计上的次级线圈测出，这样，通过改变励磁电流，可得到对应的一组B和H的值，从而给出一条关于试样B~H的关系曲线（磁化曲线）。 O H A C B S 磁 介 质 O H A C B S 使励磁电流从零开始，此时B=H=0，然后逐渐增大电流，以增大H 。测得B与H的对应关系如图所示： 随H的增大，B先缓慢增大(OA段)，然后迅速增大(AB段)，过B点过后，B又缓慢增大(BC段)。 从S开始，B几乎不随H的增大而增大，介质的磁化达到饱和。与S对应的HS称饱和磁场强度，相应的BS称饱和磁感应强度。 根据 ，可以求出不同H值对应的?r值，由此可见铁磁质B~H显著的非线性特点。 磁 介 质 2. 磁滞回线 当铁磁质达到饱和状态后，缓慢地减小H，铁磁质中的B并不按原来的曲线减小，并且H=0时，B不等于0，具有一定值，这种现象称为剩磁。 -Hc d Hc -Br e f Br c b B H a O 要完全消除剩磁Br，必须加反向磁场，当B=0时磁场的值Hc为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线为一闭合曲线—磁滞回线。 B的变化总落后于H的变化，称磁滞现象。 在反复磁化过程中能量的损失叫做磁滞损耗。缓慢磁化过程，经历一次磁化过程损耗的能量与磁滞回线包围的面积成正比。 -Hc d Hc -Br e f Br c b B H a O 铁磁体在交变磁化磁场的作用下，它的形状随之改变，叫做磁致伸缩效应。 磁滞回线 3. 磁畴 单晶磁畴结构示意图 多晶磁畴结构示意图 在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子中电子的自旋磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域称为磁畴。 * Ch11 介质的磁化 一、 磁介质 磁 化：磁场对磁场中的物质的作用称为磁化。 磁介质：在磁场中影响原磁场的物质称为磁介质。 总磁感强度 附加磁感强度 外加磁感强度 磁化后介质内部的磁场与附加磁场和外磁场的关系： 抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等) 铁磁质(铁、钴、镍等) 顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等) 定义 在介质均匀充满磁场的情况下 相对 磁导率 1、磁介质的分类 磁 介 质 2. 分子电流和分子磁矩 分子电流：把分子或原子看作一个整体，分子或原子中各个电子对外界所产生磁效应的总和，可用一个等效的圆电流表示，统称为分子电流。 分子磁矩：把分子所具有的磁矩统称为分子磁矩，用符号 表示。 电子的进动：在外磁场 的作用下，分子或原子中和每个电子相联系的磁矩都受到磁力矩的作用，由于分子或原子中的电子以一定的角动量作高速转动，这时，每个电子除了保持环绕原子核的运动和电子本身的自旋以外，还要附加电子磁矩以外磁场方向为轴线的转动，称为电子的进动。 进动 进动 进动 附加磁矩：因进动而产生的等效磁矩称为附加磁矩，用符号 表示。 分子电流和分子磁矩 可以证明：不论电子原来的磁矩与磁场方向之间的夹角是何值，在外磁场 中，电子角动量 进动的转向总是和 磁力矩 的方向构成右手螺旋关系。这种等效圆电流的磁矩的方向永远与 的方向相反。 顺磁质分子的固有磁矩不为零，即： = p m 0 无外磁场