大學(xué)物理15-5課件

一、均勻磁場作用于載流線圈的磁力矩MNOPI.平面線圈在均勻磁場中所受合力都為0OI回顧向里

M,NO,P向里側(cè)視，向外穩(wěn)定平衡均勻磁場作用于載流線圈的磁力矩

M,NO,P側(cè)視，向外側(cè)視，向里MNOPI.當(dāng)電流方向與剛才的相反→順磁質(zhì)定義:如：鐵、鈷、鎳等→抗磁質(zhì)→鐵磁質(zhì)磁介質(zhì)的分類II相對磁導(dǎo)率一、磁介質(zhì)15.5磁場中的磁介質(zhì)≠0=0二、磁介質(zhì)的磁化1、順磁質(zhì)的磁化可見：Bo強(qiáng)，∥NS-當(dāng)介質(zhì)處在外磁場中，電子軌道磁矩受磁力矩:在磁力矩作用下，軌道角動量繞磁場方向旋進(jìn)。電子附加一個(gè)磁矩:∑2抗磁質(zhì)的磁化=0當(dāng)沒有外磁場時(shí)不顯磁性三、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理1.磁化電流(束縛電流)以無限長螺線管為例順磁質(zhì)在磁介質(zhì)內(nèi)部的任一小區(qū)域：相鄰的分子環(huán)流的方向相反在磁介質(zhì)表面處各點(diǎn)：分子環(huán)流未被抵消形成沿表面流動的面電流——束縛電流介質(zhì)中磁場由傳導(dǎo)電流和束縛電流共同產(chǎn)生。順磁質(zhì)2、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理Ii——為環(huán)路所包圍的傳導(dǎo)電流。Is——為環(huán)路所包圍的是磁化電流，難以測量。3、引入磁場強(qiáng)度H

令式中稱為磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率則安培環(huán)路定理就可以寫成如下形式:——磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)內(nèi)磁場強(qiáng)度沿所選閉合路徑的環(huán)流等于閉合積分路徑所包圍的所有傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。H的單位：A/m

（SI）一定條件下，可用安培環(huán)路定理求解磁場強(qiáng)度，然后再求解磁感應(yīng)強(qiáng)度。電介質(zhì)對電場的影響介質(zhì)中電場減弱有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理比較H和B隨離軸線距離變化的曲線

四、鐵磁質(zhì)1.主要特征①能產(chǎn)生非常大的附加磁場B’。甚至千倍于外磁場B0，而且同方向。②B和H不是線性關(guān)系，是一復(fù)雜函數(shù)關(guān)系。即相對磁導(dǎo)率μr可以很大但不是常量，μr是磁場強(qiáng)度H的函數(shù)。③B的變化落后于H的變化，稱磁滯現(xiàn)象。當(dāng)H=0時(shí),有剩磁現(xiàn)象。④各種不同鐵磁質(zhì)各有一臨界溫度Tc,當(dāng)T>Tc時(shí)，失去鐵磁性，成為一般順磁質(zhì)。Tc稱為鐵磁質(zhì)的居里點(diǎn)。如鐵的居里點(diǎn)為1040K，鎳的居里點(diǎn)是631K等等。B的變化落后于H，從而具有剩磁——磁滯效應(yīng)每個(gè)H對應(yīng)不同的B與磁化的歷史有關(guān)。1)起始磁化曲線2)剩磁Br飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度BS3)矯頑力Hc(2)磁滯回線(3)在交變電流的勵磁下反復(fù)磁化使其溫度升高——磁滯損耗磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。★

交換力：電子之間的交換作用使其在自旋平行排列時(shí)能量較低，這是一種量子效應(yīng)?！锎女牐涸娱g電子交換耦合作用很強(qiáng)，使其自旋磁矩平行排列形成磁疇——自發(fā)的磁化區(qū)域。鐵磁性主要來源于電子的自旋磁矩。3.鐵磁質(zhì)磁化的機(jī)制★磁疇的變化可用金相顯微鏡觀測H=0HH↑H↑↑H↑↑↑↗↑HB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、磁滯損耗以及居里點(diǎn)1892年羅辛格首先提出磁疇的形成是由于磁偶極子間非磁性的相互作用*深入認(rèn)識磁疇1935年朗道和栗佛希茲從磁場能量的觀點(diǎn)說明了磁疇的成因純鐵硅鐵鈷磁疇Si-Fe單晶(001)面的磁疇結(jié)構(gòu)箭頭表示磁化方向0.1mm(1)軟磁材料：

r大，(起始磁化率大)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大適用于變壓器、繼電器、電機(jī)、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒。4.鐵磁質(zhì)的分類特點(diǎn)：矯頑力(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長，損耗?。℉dB面積?。?。易磁化、易退磁

純鐵，坡莫合金(Fe，Ni)，硅鋼，鐵氧體等。如(2)硬磁材料：鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金矯頑力(Hc)大，剩磁Br大磁滯回線的面積大，損耗大。適用于做永磁鐵。耳機(jī)中的永久磁鐵，永磁揚(yáng)聲器。(3)矩磁材料Br=