电磁学第5章磁场中的磁介质.pptVIP

Biot-Savart定律的积分形式任意载流导线在点P处的磁感强度磁感强度叠加原理P*求解电流磁场分布基本思路：将电流视为电流元的集合电流元磁场公式磁场叠加原理电流磁场分布毕奥萨伐尔定律表达式分别给出线电流元、体电流元和面电流元在空间r处产生的磁感应强度dB。其中，为电流元到试探电流元的距离矢量。由毕奥萨伐尔定律和磁场的叠加原理可以给出其积分形式PCD*例载流长直导线的磁场.解方向均沿x轴的负方向二）毕奥---萨伐尔定律应用举例的方向沿x轴的负方向.PCD+无限长载流长直导线的磁场*一根长直单芯电缆的芯是一半径为R的金属导体，它与导电外壁间充满相对磁导率为的均匀介质.电流I均匀流过芯的横截面并沿电缆外壁流回.求磁介质中磁感应强度的分布和紧贴导体芯的磁介质表面上的束缚电流．作业求：例厚2h的无限大均匀各向同性介质平板，相对磁导率?r，传导电流密度为。解：任一与yz面平行的平面是系统的镜面：分析对称性：沿x、z轴方向平移任意距离的平移对称性：xyj0?rhzhxz面是系统的镜面：也具有相同性质：xyj0?rhzhLy-y?l板外：对矩形回路L有：板内：对矩形回路L有：xyj0?rhzhL?ly-y磁化面电流密度上表面：下表面：xyj0hzh为何上下表面磁化面电流总和不为0？思考：*作业：无传导电流处也无磁化电流。证明在各向同性均匀磁介质内*5铁磁质1.磁化曲线(1)环状铁芯被磁化改变I，可以得多组H和B的值，由此可绘磁化曲线1.?r??1可使原场大幅度增加。2.?r与磁化历史有关B-H非线性。a?~HcaB~HB0HBSb磁化过程可逆H?H?0bH?c不可逆不可逆(2)铁磁质中的B和随H变化的磁化曲线OBHACDB...EF.HCBs.BrHs.初始磁化曲线Br剩磁.HsBs.饱和磁感应强度矫顽力HC磁滞回线*2.软磁材料硬磁材料很小,磁滞回线瘦,如图(a),常用来做电磁铁等的铁芯软磁材料:较大,磁滞回线较胖,如图(b),常用来做计算机的铁芯硬磁材料:3.居里点TcTc:铁磁质特性消失成为顺磁质的转变温度。例如铁的Tc:1040K钴的Tc:1390K1.软磁材料Hc小（102A/m），一般约1A/m。特点：磁滞回线瘦磁滞损耗小适于制作交流电磁铁、变压器铁芯等。HBHcBrHBBrHcFeNi坡莫合金纯铁、硅钢2.硬磁材料特点：磁滞回线胖磁滞损耗大适合制作永久磁铁、磁芯（记忆元件）等。碳钢、钨钢HHcBrBHc大，一般104~106A/mBr大，一般103~104G根据现代理论，铁磁质相邻原子的电子之间存在很强的“交换耦合作用”使得在无外磁场作用时电子自旋磁矩能在小区域内自发地平行排列形成自发磁化达到饱和状态的微小区域这些区域称为“磁畴”。用磁畴理论可以解释铁磁质的磁化过程、磁滞现象、磁滞损耗以及居里点。1892年首先提出磁畴的形成是由于磁偶极子间非磁性的相互作用。*深入认识磁畴4.铁磁性的微观解释─磁畴理论1926年海森堡用量子力学中的交换力解释了磁偶极子间相互作用的起源。1935年朗道等从磁场能量的观点说明了磁畴的成因。纯铁硅铁钴磁畴含有3％Si的Fe样品中的磁畴显微相。每个磁畴都和一个非常强的净磁场相联系。不同方向的磁畴显示成不同的颜色。不同材料磁畴线度相差较大：10-3m~10-6m，磁畴体积~10-6mm3，包含1012~1015原子。磁畴内磁矩沿易磁化方向排列，易磁化方向由具体的晶体结构决定。问题：所有磁畴为何不形成一个磁化整体？NSNS静磁能高交换能低NSSN静磁能低交换能高两种因素竞争，使铁磁体整体