大学物理117磁介质课件.ppt

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1、在外磁场作用下,介质表面感生出束缚(磁化)电流的现象.,磁介质：在外磁场中，被磁场磁化，激发附加磁场，与原磁场会产生互相影响的物质。,11.7.1磁介质的分类,11.7 磁介质,与电介质的类比,相对磁导率,磁介质的磁导率,当均匀磁介质充满整个磁场时，磁介质的相对磁导率为：,顺磁质(附加场 与 同向，BB0),抗磁质(附加场 与 反向，BB0),铁磁质(附加场 与 同向，BB0),磁介质的分类,如：氧、铝、钨、铂、铬等。,如：氮、水、铜、银、金、铋等。,如：铁、钴、镍等,分子磁矩：,若把分子看成一个整体，这种分子电流具有的磁矩，称为分子固有磁矩或称分子磁矩，用Pm表示。,矢量和,11.7.2抗磁

2、性与顺磁性的微观解释,顺磁质内磁场,取向磁化,无外磁场时抗磁质分子磁矩为零,抗磁质内磁场,附加磁化,对任意闭合回路进行B的积分,即：磁场强度沿任一闭合回路的环流等于穿过该回路所围面积的传导电流之代数和。,11.7.3磁介质中的安培环路定理,11.7.4 B与H的关系,磁导率,利用安培环路定理可以方便地求有磁介质时某些对称的磁场分布。,、选择一个合适的积分回路或者使某一段积分线上 H为常数，或使某一段积分线路上H处处与dl 垂直；,3、先由求H，再由 求B。,基本步骤：,、首先分析磁场分布的对称性或均匀性；,、密绕长直螺线管内充满介质的磁感应强度：,、环形螺线管内部充满介质的磁感应强度：,、无限

3、长的载流圆柱体外充满介质的磁场：,内部为,外部为,例,关于磁场强度的下列说法中，哪个是正确的？(A)仅与传导电流有关.(B)若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的必为零.(C)如果闭合曲线上各点均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零.(D)以闭合曲线L为边界的任意曲面的通量均相等.,答案：(C),理由：,(A)由空间所有自由电流和束缚电流共同产生,(C),(D),例 有两个半径分别为 和 的“无限长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为 的磁介质.当两圆筒通有相反方向的电流 时，试 求（1）磁介质中任意点 P 的磁感应强度的大小；（2）圆柱体外面一点Q 的磁感强度.,解,同理可

4、求,例一根“无限长”的直圆柱形铜导线，外包一层相对磁导率为r的圆筒形磁介质，导线半径为R1，磁介质的外半径为R2，导线内有电流I通过，电流均匀分布在横截面上，求：,(1)介质内外的磁场强度分布，并画出H-r图，加以说明(r是磁场中某点到圆柱轴线的距离)；,(2)介质内外的磁感应强度分布，并画出B-r图，加以说明.,解由于电流分布的轴对称性，在垂直于轴线的平面上，选择积分回路L：以圆柱轴线为圆心、r为半径的圆周，由安培环路定理,当rR1时，,r1,当R1rR2时，,当rR2时，,画出曲线图,11.7.5铁磁质,基本性质：,高 值、非线性（不是常数）、磁滞性、存在居里温度,不同磁介质的磁化曲线比较

5、,1、磁化曲线,铁磁质的r 不是个常数，它是H 的函数。,矫顽力,当外磁场由 逐渐减小时，这种 B的变化落后于H的变化的现象，叫做磁滞现象，简称磁滞.,由于磁滞，时，磁感强度，叫做剩余磁感强度(剩磁).,2、磁滞回线,3、铁磁性材料,不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大.,软磁材料：磁滞损耗小，交变磁场中的铁芯。,矩磁材料：“记忆”元件。,硬磁材料：矫顽力和剩磁大，永磁体。,4、铁磁介质磁化机理,磁畴：电子自旋磁矩自发平行排列形成自发磁化区域，10-1210-8m3，含10171021个原子，磁化强度非常大。,磁滞：掺杂、内应力、耗散。“畴壁位移”和“磁矩取向”过 程不可逆。,居里点：温度T TC 磁畴瓦解、铁磁质顺磁质。,1.洛仑兹力:,一、磁场对运动电荷、电流的作用力,2.霍耳效应:,3.安培定律:,4.载流线圈的磁矩:,5.磁力矩:,6.磁力矩的功:,第二部分 小 结,霍耳电压,二、磁介质,2.磁场强度的环路定理,4.铁磁质:磁滞现象 分类：软磁材料 硬磁材料 矩磁材料,1.分类:顺磁质 抗磁质 铁磁质,3.磁场强度H,