介质的磁化、磁场强度和铁磁质.ppt

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1、介质的磁化,6-7 磁介质 顺磁质和抗磁质的磁化,传导电流产生,与介质有关的电流产生,顺磁质:,抗磁质:,铁磁质:,锰、铬、铂、氮,水银、铜、硫、氢、金,铁、镍、钴、铁氧体,相对磁导率：,B Bo,r 1,B Bo,r 1,B Bo,r 1,顺磁质试件向右摆动,顺磁质试件向右摆动,抗磁质磁化后试件的极性,近代科学实践证明，组成分子或原子中的电子，不仅存在绕原子核的轨道运动，还存在自旋运动。这两种运动都能产生磁效应。把分子或原子看作一个整体，分子或原子中各电子对外产生磁效应的总和，可等效于一个圆电流，称为“分子电流”。分子电流的磁矩称为“分子磁矩”表示为pm。,二、顺磁质及其磁化,顺磁质分子的固

2、有磁矩(分子电流）,无外磁场作用时，由于分子的热运动，分子磁矩取向各不相同,整个介质不显磁性。,二、顺磁质及其磁化,即：,不为零，,有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩,这一力矩使分子磁矩转向外磁场的方向,B Bo,三、抗磁质的磁化,抗磁质分子的固有磁矩为零。Pm=0,在外磁场B0中电子轨道运动的平面在磁场中会发生进动，从而产生一个附加磁场Pm，Pm的方向与B0的方向相反，结果在磁体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场。,B Bo,即分子中所有电子自旋磁矩和轨道磁矩的矢量和为0,四、磁化强度和磁化电流：,对于顺磁质,为了反映磁化程度的强弱，引入“磁化强度矢量”,单位：A/m,.,.,.,I,.,

3、.,+,+,+,+,+,+,l,.,=,=,js,js,js,M=jS,M,js,js,磁场 强度,德国数学家,物理学家,高 斯,(1777-1855),一、有介质时的安培环路定理,介质磁中有磁化面电流，安培环路定理为：,有磁介质时的安培环路定理,6-7 磁介质中的磁场 磁场强度,例题1一环形螺线管，管内充满磁导率为，相对磁导率为r的顺磁质。环的横截面半径远小于环的半径。求：环内的磁场强度和磁感应强度,得：,=,解:,例题2一无限长载流圆柱体，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，柱外真空。求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度。,解：,铁磁质,6-8 铁磁质,对于顺

4、磁质与抗磁质，B与H有线性关系，,对于铁磁质，B 与H之间的关系比较复杂，,由实验所测定的 B 与 H 之间的关系曲线,称为磁化特性曲线。,一、铁磁质及其磁化,二、磁 畴,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。,单晶磁畴结构示意图,多晶磁畴结构示意图,铁磁质单晶体磁化过程,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化

5、过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过

6、程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,铁磁质单晶体磁化过程,H,3.有剩磁、磁饱和及磁滞现象。,铁磁质的特性：1.磁导率不是一个常量,B 和H 不是线性关系。,2.有很大的磁导率。放入线圈中时可以使磁场增 强102 104倍。,4.温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质.,*三、磁滞损耗,在交变电磁场中，铁磁质的反复磁化，将引起介质的发热，称为磁滞损耗。,实验和理论都可以证明，磁滞损耗和磁质回线所包围的面积成正比。,*四、磁性材料：,软磁材料,应用：硅钢片，作变压器、电机、电磁铁的铁芯。铁氧体（非金属）作高频线圈的磁芯材料。,特点：磁导率大，矫顽力小，容易磁化也容易退磁。磁滞回线包围面积小，磁滞损耗小。,特点：剩余磁感应强度大，矫顽力大，不容易磁化，也不容易 退磁。磁滞回线宽，磁滞损耗大。,硬磁材料,应用：作永久磁铁，永磁喇叭,铁磁质的应用磁记录（磁带、磁卡等）,录音放音,