介質(zhì)的磁化磁場強(qiáng)度和鐵磁質(zhì)

1、介質(zhì)的磁化磁場強(qiáng)度和鐵磁質(zhì)第1頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日 6-7 磁介質(zhì) 順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化B0傳導(dǎo)電流在真空中的磁場B介質(zhì)中的合磁場B介質(zhì)磁化所產(chǎn)生的附加磁場=B0BB+傳導(dǎo)電流產(chǎn)生與介質(zhì)有關(guān)的電流產(chǎn)生第2頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日順磁質(zhì):抗磁質(zhì):鐵磁質(zhì):錳、鉻、鉑、氮水銀、銅、硫、氫、金鐵、鎳、鈷、鐵氧體一、磁介質(zhì)的分類一、磁介質(zhì)的分類相對磁導(dǎo)率：=B0BB+B Bo , r 1B Bo , r Bo , r 1第3頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日NSBNS順磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性

2、的實(shí)驗(yàn)測定B非均勻磁場非均勻磁場非均勻磁場非均勻磁場順磁質(zhì)試件向右擺動(dòng)圓柱形試件圓柱形試件圓柱形試件圓柱形試件圓柱形試件 懸絲 懸絲 懸絲 懸絲 懸絲第4頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日NSBNS順磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定B順磁質(zhì)試件向右擺動(dòng)第5頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日抗磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定NSBBNS第6頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日B介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測定NS抗磁質(zhì)試件向左擺動(dòng)抗磁質(zhì)磁化后試件的極性BNS第7頁，共73頁，202

3、2年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日 近代科學(xué)實(shí)踐證明，組成分子或原子中的電子，不僅存在繞原子核的軌道運(yùn)動(dòng)，還存在自旋運(yùn)動(dòng)。這兩種運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生磁效應(yīng)。把分子或原子看作一個(gè)整體，分子或原子中各電子對外產(chǎn)生磁效應(yīng)的總和，可等效于一個(gè)圓電流，稱為“分子電流”。分子電流的磁矩稱為“分子磁矩”表示為pm 。+-Pm分子磁矩 二、順磁質(zhì)及其磁化第8頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日順磁質(zhì)分子的固有磁矩(分子電流）無外磁場作用時(shí)，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，分子磁矩取向各不相同,整個(gè)介質(zhì)不顯磁性。ePm 二、順磁質(zhì)及其磁化分子磁矩即：=Pm0不為零，第9頁，共73頁，2022年，5月20日，13

4、點(diǎn)1分，星期日MpmB=+B0PmM 有外磁場時(shí)，分子磁矩要受到一個(gè)力矩的作用。MB0這一力矩使分子磁矩轉(zhuǎn)向外磁場的方向B Bo第10頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日三、抗磁質(zhì)的磁化抗磁質(zhì)分子的固有磁矩為零。 Pm=0 在外磁場B0中電子軌道運(yùn)動(dòng)的平面在磁場中會發(fā)生進(jìn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)附加磁場Pm，Pm的方向與B0的方向相反，結(jié)果在磁體內(nèi)激發(fā)一個(gè)和外磁場方向相反的附加磁場。B0外磁場epmLMpm附加磁矩方向進(jìn)動(dòng)方向B Bo即分子中所有電子自旋磁矩和軌道磁矩的矢量和為0第11頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日四、磁化強(qiáng)度和磁化電流：=pmMVpm+對

5、于順磁質(zhì)pmpm0抗磁質(zhì)m0BoM=H+oHmo=H+oHm=+o1()r+1m=令：Bo=Hr=Hr相對磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率第17頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日=N IN匝數(shù):() 例題1一環(huán)形螺線管，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為，相對磁導(dǎo)率為r的順磁質(zhì)。環(huán)的橫截面半徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑。求：環(huán)內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度得：H=r2N IHldl.=r2H=nIB=mHmrm0nI=r解:第18頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日.Hldl=r2H=2rIR2 例題2一無限長載流圓柱體，通有電流I ，設(shè)電流 I 均勻分布在整個(gè)橫截面上。柱體的磁導(dǎo)率為，柱外真空。求：柱內(nèi)外

6、各區(qū)域的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。B=R2Ir2H=R2Ir2得：=IIIH0RrRr2.B=r2I0第20頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)第21頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日6-8 鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)B0B鐵、鎳、鈷、鐵氧體B=H 對于順磁質(zhì)與抗磁質(zhì)，B與H有線性關(guān)系， 對于鐵磁質(zhì)，B 與H之間的關(guān)系比較復(fù)雜，為一常量。即：磁導(dǎo)率不是一個(gè)常量。磁導(dǎo)率 由實(shí)驗(yàn)所測定的 B 與 H 之間的關(guān)系曲線,稱為磁化特性曲線。一、鐵磁質(zhì)及其磁化第22頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日OBHACDB.EF.HCBs.BrHs.初始磁化曲線B

7、r剩 磁.HsBs. 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力HC磁滯回線第23頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日二、磁 疇 根據(jù)現(xiàn)代理論，鐵磁質(zhì)相鄰原子的電子之間存在很強(qiáng)的“交換耦合作用”，使得在無外磁場作用時(shí)，電子自旋磁矩能在小區(qū)域內(nèi)自發(fā)地平行排列，形成自發(fā)磁化達(dá)到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域。這些區(qū)域稱為“磁疇”. 用磁疇理論可以解釋鐵磁質(zhì)的磁化過程、磁滯現(xiàn)象、磁滯損耗。單晶磁疇結(jié)構(gòu)示意圖 多晶磁疇結(jié)構(gòu)示意圖 第24頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日第25頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第26頁，共73頁，2022年，5月20日

8、，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第27頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第28頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第29頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第30頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第31頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第32頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第33頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分

9、，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第34頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第35頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第36頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第37頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第38頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第39頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第40頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁

10、質(zhì)單晶體磁化過程H第41頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第42頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第43頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第44頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第45頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第46頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第47頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化

11、過程H第48頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第49頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第50頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第51頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第52頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第53頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第54頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第55

12、頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第56頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第57頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第58頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第59頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第60頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第61頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第62頁，共73頁

13、，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第63頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第64頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第65頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第66頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第67頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過程H第68頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日 3. 有剩磁、磁飽和及磁滯現(xiàn)象。鐵磁質(zhì)的特性： 1

14、. 磁導(dǎo)率不是一個(gè)常量,B 和H 不是線性關(guān)系。 2. 有很大的磁導(dǎo)率。放入線圈中時(shí)可以使磁場增 強(qiáng)102 104倍。 4.溫度超過居里點(diǎn)時(shí)，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾刨|(zhì).第69頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日*三、磁滯損耗 在交變電磁場中，鐵磁質(zhì)的反復(fù)磁化，將引起介質(zhì)的發(fā)熱，稱為磁滯損耗。 實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明，磁滯損耗和磁質(zhì)回線所包圍的面積成正比。BH第70頁，共73頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)1分，星期日*四、磁性材料：軟磁材料 應(yīng)用：硅鋼片，作變壓器、電機(jī)、電磁鐵的鐵芯。鐵氧體（非金屬）作高頻線圈的磁芯材料。BH 特點(diǎn)：磁導(dǎo)率大，矯頑力小，容易磁化也容易退磁。磁滯回線包圍