高二物理競(jìng)賽磁介質(zhì)的磁場(chǎng)課件

§9-2磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)有磁介質(zhì)存在時(shí)，空間任一點(diǎn)的磁場(chǎng)

總磁場(chǎng)遵從的規(guī)律要求出介質(zhì)中的磁場(chǎng),必須已知磁化電流但所以引入一輔助矢量—磁場(chǎng)強(qiáng)度H。傳導(dǎo)電流定義：磁場(chǎng)強(qiáng)度將代入上式，得兩邊同除以0

，再移項(xiàng)一、介質(zhì)中的安培環(huán)路定理得到磁場(chǎng)強(qiáng)度的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)強(qiáng)度的安培環(huán)路定理的優(yōu)點(diǎn)：2）但是磁場(chǎng)強(qiáng)度，其中包含磁化強(qiáng)度矢量。1）避開(kāi)了磁化電流，使得環(huán)路積分只與傳導(dǎo)電流相聯(lián)系；沿任一閉合路徑的環(huán)量等于此閉合路徑環(huán)繞的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。二、磁化規(guī)律對(duì)于各向同性線性磁介質(zhì)為介質(zhì)的磁化率由1.M與H的關(guān)系2.B與H的關(guān)系相對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率磁介質(zhì)的技術(shù)參數(shù)特性:真空中，M=0無(wú)磁化現(xiàn)象M和H同向，順磁質(zhì)抗磁質(zhì)

M和H反向，

注意：為研究介質(zhì)中的磁場(chǎng)提供方便而不是反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本物理量，才是反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本物理量。II

例1有兩個(gè)半徑分別為R和r的“無(wú)限長(zhǎng)”同軸圓筒形導(dǎo)體，在它們之間充以相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的磁介質(zhì).當(dāng)兩圓筒通有相反方向的電流I

時(shí)，試求（1）磁介質(zhì)中任意點(diǎn)P

的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;解對(duì)稱(chēng)性分析同理可求II（2）圓柱體外面一點(diǎn)

Q

的磁感強(qiáng)度.解：當(dāng)環(huán)內(nèi)是真空時(shí)當(dāng)環(huán)內(nèi)充滿均勻介質(zhì)時(shí)

例2

在均勻密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿均勻的順磁介質(zhì)，已知螺繞環(huán)中的傳導(dǎo)電流為I，單位長(zhǎng)度內(nèi)匝數(shù)n，環(huán)的橫截面半徑比環(huán)的平均半徑小得多，磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為μr和μ。求環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度?！?-3鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)基本特點(diǎn)：（1）相對(duì)磁導(dǎo)率不是常數(shù)，隨外磁場(chǎng)的變化，且r>>1.（3）在外磁場(chǎng)的作用下能產(chǎn)生很強(qiáng)的附加磁場(chǎng).（4）具有磁滯現(xiàn)象.鐵磁質(zhì)：

鐵、鈷、鎳、鏑等物質(zhì)（2）

B—H不具有簡(jiǎn)單的線性關(guān)系.

05101520磁強(qiáng)計(jì)A測(cè)量H測(cè)量B的探頭（霍爾元件）電阻換向開(kāi)關(guān)電流表螺繞環(huán)鐵環(huán)狹縫從磁強(qiáng)計(jì)中可以測(cè)得B根據(jù)電流的測(cè)量再由式可得到H

一、實(shí)驗(yàn)曲線1.實(shí)驗(yàn)裝置2、起始磁化曲線oA段：隨H增大，B緩慢增大；AB段：隨H增大，B急劇增大(亦正比)

BC段：隨H增大，B幾乎不增大—達(dá)磁飽和.

根據(jù)，可以求出不同H值對(duì)應(yīng)的r值，由此可見(jiàn)鐵磁質(zhì)B~H顯著的非線性特點(diǎn)。與S對(duì)應(yīng)的HS稱(chēng)飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度，相應(yīng)的BS稱(chēng)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。OHACBSB—H關(guān)系曲線3、磁滯回線

a

b

cH=HS

H=0H=-Hc(矯頑力)B=BS

B=Br(剩磁)B=0d

e

f

aH=-HS

H=0H=Hc

B=-BS

B=-Br

B=0B的變化總落后于H的變化，稱(chēng)磁滯現(xiàn)象。B—H關(guān)系：非線性,非單值.-HcdHc-BrefBrcbBHaO4、磁疇磁疇：鐵磁質(zhì)中存在的自發(fā)磁化的小區(qū)域(線度～10-4m)。一個(gè)磁疇中約有1012~1015個(gè)原子。鐵磁質(zhì)中起主要作用的是電子的自旋磁矩。磁疇中的電子的自旋磁矩可以不靠外磁場(chǎng)而取得一致的方向。

在沒(méi)有外磁場(chǎng)作用時(shí)，磁體體內(nèi)磁矩排列雜亂，任意物理無(wú)限小體積內(nèi)的平均磁矩為零。加外磁場(chǎng)后，磁疇轉(zhuǎn)向磁疇體積變化

.5、磁滯損耗

鐵磁質(zhì)在交變磁場(chǎng)中反復(fù)磁化，該過(guò)程中能量的損失叫做磁滯損耗。原因：磁疇反復(fù)變向時(shí)，由磁疇壁摩擦引起。大小：磁滯損耗正比于磁滯回線面積6、居里溫度(居里點(diǎn)）鐵磁質(zhì)具有臨界溫度Tc。在Tc以上，鐵磁性完全消失而成為順磁質(zhì)，其原因是由于高溫導(dǎo)致磁疇瓦解。Tc稱(chēng)為居里溫度或居里點(diǎn)。不同的鐵磁質(zhì)有不同的居里溫度Tc。純鐵：770oC，純鎳：358oC。BHOBHO軟磁材料矯頑力很小，磁滯回線窄，所圍的面積小，磁滯損耗小。

軟磁材料如純鐵、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體等材料，適用于交變磁場(chǎng)中，常用作變壓器、繼電器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵和發(fā)動(dòng)機(jī)的鐵芯。硬磁材料矯頑力大，剩磁大、磁滯回線寬，所圍的面積大，磁滯損耗大。7、鐵磁質(zhì)分類(lèi)

硬磁材料如碳鋼、鎢鋼、鋁鎳鈷合金等材料。磁化后能保持很強(qiáng)的磁性，適用于制成各種類(lèi)型的永久磁鐵。

矩磁材料的磁滯回線接近于矩