磁介質(zhì)的磁化、磁場強(qiáng)度.ppt

3.2 磁介質(zhì)的磁化、磁場強(qiáng)度,1、磁介質(zhì)（媒質(zhì)的磁性） （1） 分類: 抗磁體：輕微推斥力（有機(jī)、無機(jī)化合物） (Diamagnetic) 順磁體：輕微吸引力（鋁、銅） (Paramagnet) 鐵磁體：強(qiáng)烈吸引力（鐵、磁鐵礦） (Ferromagnetic),非磁性物質(zhì),磁性物質(zhì),（2）磁化 原理： 微小電流環(huán) 磁偶極子 磁偶極距： 磁化強(qiáng)度矢量M,等效,圖3-10 分子磁偶極矩,（右手螺旋關(guān)系）,磁偶極子的排列 隨機(jī)排列； (b) 有序排列； (c) 排列好的電流環(huán)等效于沿物質(zhì)表面的電流,束縛電流,磁化,磁偶極子有序排列增強(qiáng)外加磁場B束縛電流,束縛電流體密度和面密度,磁化和極化的區(qū)別,重點(diǎn),重點(diǎn), 媒質(zhì)的本構(gòu)方程(Constitutive Equations),（極化性質(zhì)） （電導(dǎo)性質(zhì)） （磁化性質(zhì)）,3.3 恒定磁場的邊界條件,兩種磁介質(zhì)的邊界,法向連續(xù)，切向不連續(xù),邊界條件,A1=A2,2、分界面方向（Js=0） 物理意義： （1） 如2=0， 則1=0。 磁場垂直穿過兩種磁介質(zhì)的分界面時(shí)， 磁場的方向不發(fā)生改變， 且數(shù)值相等； （2） 如果21， 且290， 則10。 磁場由鐵磁體物質(zhì)穿出進(jìn)入一個(gè)非磁性物質(zhì)的區(qū)域時(shí)， 磁場幾乎垂直于鐵磁體物質(zhì)的表面， 這與電場垂直于理想導(dǎo)體的表面類似。,【例3-6】 設(shè)x0的半空間的磁導(dǎo)率為0， 現(xiàn)有一無限長直電流I沿z軸正向流動， 且處在兩種媒質(zhì)的分界面上， 如圖3-13所示。 求兩種媒質(zhì)中的磁通密度。,H1+H2=I 在兩種媒質(zhì)的交界面上磁通密度的法向分量連續(xù)， B1=B2=B 再利用媒質(zhì)的本構(gòu)方程：,綜合上述分析, 可以求得兩種媒質(zhì)中的磁通密度為,解,3.4 自感和互感,1、自感（單個(gè)電流回路） 磁鏈（全磁通）：如果一個(gè)回路是由一根導(dǎo)線密繞成N 匝， 則穿過這個(gè)回路的總磁通等于各匝磁通之和,自感(Self Inductance)：穿過回路的磁鏈?zhǔn)怯苫芈繁旧淼碾?流I產(chǎn)生，則磁鏈與電流I的比值,（回路的形狀、 尺寸、 匝數(shù)及媒質(zhì)的磁導(dǎo)率）,自感(Self Inductance)：穿過回路的磁鏈?zhǔn)怯苫芈繁旧淼碾?流I產(chǎn)生，則磁鏈與電流I的比值 2、互感（兩個(gè)電流回路） 互感(Mutual Inductance)：如果回路C1中電流I1所產(chǎn)生的磁場 與回路C2相交鏈的磁鏈為12， 則比值,（回路的形狀、 尺寸、 匝數(shù)及媒質(zhì)的磁導(dǎo)率）,（符號判斷：1對2的磁鏈 和2自身磁鏈方向，如 相同，+；如相反，-）,【例3-7】 求如圖3-14所示雙線傳輸線單位長度的自感， 導(dǎo)線半徑為a， 導(dǎo)線間距離Da。,圖3 - 14 雙導(dǎo)線自感的計(jì)算,【例3-8】 有一長方形閉合回路與雙線傳輸線同在一平面內(nèi)， 如圖3-15所示， 回路兩長邊與傳輸線平行， 求傳輸線與回路之間的互感。,恒定磁場的邊值問題,1、唯一性定理,（矢量泊松 方程）,同靜電場的泊松方程比較：,（標(biāo)量泊松 方程）,2、直角坐標(biāo)系（A=axAx+ayAy+azAz）,【例3-5】 沿z軸方向和+y方向?yàn)闊o限長的鐵磁體槽， 其內(nèi)有一很長的z軸方向電流I， 如圖3-8所示。 如果鐵磁體的磁導(dǎo)率。 試寫出槽內(nèi)磁矢位A應(yīng)滿足的微分方程及邊界條件。,解題過程： 作圖分析，判斷有源和無源區(qū)域 寫出磁矢位A表達(dá)式，寫出其微分方程 根據(jù)分析，寫出磁場強(qiáng)度的邊界條件 根據(jù)磁矢位和磁場強(qiáng)度關(guān)系寫出A的邊界條件,1、課本P72的習(xí)題3.12， P73的3.15,作業(yè)-練習(xí)本,4.16 如圖，一無限長載流直導(dǎo)線I1與一半徑為R的圓 電流I2處于同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線與圓電流相距為d，且Rd，求作用在圓電流上的磁場力。,解：,方向垂直紙面向外,F=Fx沿x軸負(fù)方向,解 設(shè)長直導(dǎo)線通電流,4.17 在磁導(dǎo)率為 的均勻無限大的