大物电磁学第9章磁场中的磁介质.ppt

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1、第九章 磁场中的磁介质,顺磁质,定义:,如：氧、铝、钨、铂、铬等。,如：氮、水、铜、银、金、铋等。,如：铁、钴、镍等,r不同的磁介质在磁场中所表现出的特性不同：,抗磁质,铁磁质,I,I,磁介质对螺线管内的场有影响 其内总磁场是：,相对磁导率,分类,一、磁介质的磁化,1.分子的固有磁矩,2.磁化强度矢量,单位体积内分子磁矩的矢量和,3.磁化强度矢量与磁场 的关系,无外磁场,有外磁场,4.磁化强度矢量与磁化面电流密度 j的关系,I,介质的体积为：,更一般的证明为：,5.磁化强度M与束缚电流 I 的关系,L,即磁化电流密度等于磁化强度沿该表面处的分量。,磁化强度M沿闭合回路的线积分等于该回路包围的磁

2、化电流代数和。,二、有介质时的高斯定理,无论是什么电流激发的磁场，其磁力线均是无头无尾的闭合曲线。,介质中的磁感应强度：,通过磁场中任意闭合曲面的磁通量为零。,即：,1.磁场强度,2.的环路定理,数学表达式,物理意义,三、有介质时的安培环路定理,沿任一闭合路径磁场强度的环流等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和。,单位：安培/米(A/m),理解和应用,用 的环路定理求 与前面所学的用 的环路定理求 的方法完全相同。,路内总自由电流，路上总磁场强度,（同样的应用条件；,在相同载流体的情况下，取同样的安培环路）,三、和 的相互关系,（点点对应关系）,相对磁导率,绝对磁导率,8,电极化现象,磁化现象

3、,原因,原因,磁介质的磁化规律可与电介质的极化规律对比：,例1（5670）一无限长载流圆柱体，其上 电流强度，方向沿轴线；圆柱体 半径。此圆柱体外再罩一载流圆 筒，其上电流强度，方向与 相 反；圆柱面半径。求此载流系统 的磁感应强度分布。,截面图（俯视）,如果在圆柱体与圆柱面之间充有两层介质，分界面半径。再求此载流系统的磁感应强度分布。（第一层介质的相对磁导率为r1第二层介质的磁导率为2）,安培环路形状：,以载流体的轴线为圆心、半径、且所围平面垂直轴的圆周。,安培环路定理左边,圆柱内,根据 的安培环路定理,有,第一层介质内,方向：,圆周切线方向，且与电流成右手螺旋,根据 的安培环路定理,可得,

4、同理可得,根据,可得,方向：,圆周切线方向，且与电流成右手螺旋,例2（5153）截面为矩形的螺绕环共N匝，内径为、外径为，环内充有磁导 率为 的磁介质，求通过螺绕环横截 面的磁通量。,作以螺绕环轴线为中心，半径 的圆周为安培环路。,解：,根据 的安培环路定理有,通过螺绕环横截面的磁通量：,如果求通过螺绕环的总磁通量。则,1.磁化曲线,装置：环形螺绕环，用铁磁质 充满环内空间。,实验测量B：,由,(1)铁磁质的r 不是个常数，它是H 的函数。,原理：根据安培定理 由通有的传导电流得：,结论,在螺绕环磁隙处测量,11,四、磁滞效应,B的变化落后于H，从而具有剩磁磁滞效应,1)起始磁化曲线,2)剩磁Br,饱和磁感应强度BS,3)矫顽力Hc,(2)磁滞回线,12,作业：9.6 9.7 9.8 9.9,补充题：螺绕环中心周长l=10 cm，环上均匀密绕线圈N=200匝，线圈中通有电流I=0.1A管内充满相对磁导率r=4200的磁介质求管内磁场强度和磁感应强度的大小,