电磁学6.3.4教学课件.ppt

介质的磁化 2、逆磁质： 铋、钼、银、铜都是抗磁介质。 这是因为介质内的电子轨道运动方向相反，轨道运动磁矩的方向也相反，因此固有磁矩等于0，是相互抵消造成的结果。 * 6.3 磁介质中磁场的基本定理 磁介质中的磁场 磁化介质中的磁场有传导电流产生的也有磁化电流产生的，因此 因此，合磁场仍然遵守高斯定理，即 都是由电流产生的，都可用毕奥---萨伐尔定律求得。 安培环路定理也仍然成立： 分别是通过以L为边界的面 的总传导电流和总磁化电流。 而磁化电流 代入上式---环路定理得 用 描述有介质存在的磁场问题，避开了磁化电流，使处理问题变得方便。 上式称为有介质存在时磁场的环路定理。 磁场强度 沿磁场中任意回路L的环量，等于通过L所包围面积的传导电流的总和 ，而与磁化电流无关。 如果没有介质时， 矢量分析：一个矢量的环积分等于该矢量的旋度的面积分，即： 上式对磁场中任何回路L所围成的面积S都成立 ---稳恒磁场中磁场环路定理的微分形式 所以 [表达的物理意义] 磁场强度的旋度等于该处传导电流密度 [注意] 对于有介质存在的磁场有 、 ，描述磁场状态的基本物理量仍是 ， 是协助描述磁场性质的辅助物理量。 6.4 磁介质的磁化规律 根据 三个量中只要知道任意两个量，就可以得到另一个量。这三个量除满足上式关系外，俩俩之间还都有一定的关联。这种关联根据介质性质不同而不同。 在不同磁介质中各物理量之间关系，称磁介质的磁化规律，由介质性质确定。 1、弱磁性磁介质（顺磁和抗磁）的磁化规律 大多数各向同性均匀磁介质的磁性是很弱的，与 相应的 值很小，并 和 成线性关系。 多数为顺磁介质， 与 方向相同， 在 之间，而且是正值。 6.4.1 介质按磁化规律分类 与 方向相反， 在 之间，比顺磁介质小一个量级，而且是负值。 对于这类弱磁性介质 少数为逆磁介质 2、 铁磁性磁介质的磁化规律 铁、钴、镍、釓 (ga)、镝以及它们的合金和氧化物构成的磁介质，在磁场中显示出很强的的磁性。称这类磁介质为铁磁性磁介质。 和 不是线性关系，如果仍用磁化率 表示 与 的关系 这时， 是 的复杂函数 实验得出 与 关系如图。 起始磁化 介质没有磁化从0点开始，随H↑磁化曲线自0→A→B→D→S。H 再↑ M=Ms不变，磁化强度饱和。 磁化线上各点：比值M/H为各点的磁化率。即磁化率 从原点0开始直到S点止，磁化线不是直线，所以各点磁化率 不同 0点最小 ，随 至最大 ，磁化饱和时，之后急剧下降。 铁磁质磁化率曲线 铁磁质磁导率曲线 描述一种铁磁材料的磁性性能用三个量表征： 饱和磁化强度 起始磁导率 最大磁导率 铁磁质的磁导率 值很大，在 之间。近似有： 铁磁质达到饱和之后，H↓0，M、B和H并不沿起始磁化线返回起始点0。而是沿SR→(H=0的)R点。 就是说，去掉使介质磁化的外磁化场后 ---永久磁铁 然后，H从H=0开始，H反向↑，M和B沿RC→H=-Hc的C点。这时，M=0和B=0，才都等于0 能使M、B都等于0，所加的反向磁场值Hc称为铁磁质的矫顽力。 H从H=-Hc继续反向↑ M和B沿CS’达到反向饱和态S’，然后H反向↓ M和B沿S’R’ →R’点， 这时，H=0，M=-MR、B=-BR，有剩磁（反向的） 从R’点，H正向↑ ，M和B沿R’C’S回到饱和状态S。 铁磁质这种磁化现象称为磁滞现象。滞---磁场滞留之意。 因磁滞回线是闭合的， 取哪个值？ 取决于磁化过程； 磁化经历； 磁化历史。 根据磁滞回线的形状分为三种铁磁介质 软磁性材料 瘦 矫顽力Hc小 硬磁性材料 胖 矫顽力Hc大 矩磁材料 H B 沿磁滞回路磁化一周，电源消耗在铁磁质单位体积内的能量等于磁滞回线的面积。即 这个能量→热能→铁磁质升温。造成能量损失。 硬磁材料 （充磁）能量损失大 软磁材料 （充磁）能量损失小 软磁材料适合做交流电路中的元件，动态的反复充放磁。电感、变压器、镇流器、电动机、发电机等。 硬磁材料适合做永久磁铁，剩磁大(銣铁硼15000Gs) 特点： 起始磁化曲线 非线性（H～B）