有磁介質時的磁場

有磁介質時的磁場第一頁，共十七頁，2022年，8月28日§5.1磁介質(magneticmedium)一.磁介質內分子的磁矩介質分子原子…核:核磁矩電子:軌道磁矩自旋磁矩介質分子的磁矩

等效為分子電流

.(molecularcurrent).磁矩

.原子核磁矩數(shù)值約為電子磁矩的千分之一，在研究介質磁性時，可以不予考慮。

第二頁，共十七頁，2022年，8月28日二.磁介質的磁化(magnetization)(一)順磁質分子固有磁矩無外磁場時分子熱運動磁矩亂取向對外無磁性不完全順磁質內磁場加強,順磁質被磁鐵所吸引有外磁場時磁化電流及其磁場鋁,錳,氧等第三頁，共十七頁，2022年，8月28日(二)抗磁質單電子的進動抗磁質內磁場減弱,抗磁質被磁鐵所排斥分子感應磁矩銅,銀,氫等第四頁，共十七頁，2022年，8月28日(三)磁化強度矢量(magnetizationintensityvector)每個分子的磁矩↑對所有分子,磁矩排列的有序度↑磁介質被磁化的程度↑1.定義:單位:2.磁化強度與磁化電流的關系與閉合回路L所套連的磁化電流為磁介質內部磁化體電流的面密度為宏觀小微觀大的體積元設由于磁化而與套連的分子電流為,則磁介質表面磁化面電流的線密度為對各向同性均勻線性磁介質:第五頁，共十七頁，2022年，8月28日引入一個輔助矢量!!

如何求磁介質內各點的總磁場

?比如：如何用環(huán)路定理求磁介質內的磁場

?思考：第六頁，共十七頁，2022年，8月28日

(二)對各向同性均勻線性磁介質:磁介質的磁性能方程二.有磁介質存在時的磁場定理(一)的環(huán)路定理:(二)磁場的Gauss定理:§5.2有磁介質存在時的磁場一.磁場強度(mageneticintensity)(一)定義:第七頁，共十七頁，2022年，8月28日三.磁場的邊界條件①磁場高斯定律②環(huán)路定理③介質磁性能方程

切向分量不連續(xù)連續(xù)連續(xù)不連續(xù)法向分量1.邊界兩側

線條數(shù)相等;2.在界面上

線發(fā)生折射;線條數(shù)相等?線在界面上的折射()本次作業(yè)：5.6,5.7,第八頁，共十七頁，2022年，8月28日§5.3鐵磁質①④起始磁化曲線二.鐵磁質的磁化特性(一)B-H非線性:線性→非線性→飽和μr非常數(shù):(~)1→↑↑>>1,最大值↓→~1(二)②利用兩介質交界面上的法向分量連續(xù)條件，B可由霍爾探頭測得;

一.鐵磁質研究的裝置及方法：③第九頁，共十七頁，2022年，8月28日“去磁”的方法磁滯回線(三)的值還與磁化歷史有關BH不是單值關系矯頑力剩磁反復磁化→發(fā)熱→能量損耗(磁滯損耗或“鐵損”)—磁滯現(xiàn)象●,隨H變化且與磁化歷史有關(四)鐵磁質不同于一般順磁值主要在于：●存在剩磁現(xiàn)象

●存在“居里點”溫度Tc:T↑→M↓;

T>Tc→失去鐵磁性;

(鐵:Tc=767oC;鎳:Tc=357oC)●可用幅值遞減的高頻磁場去磁

第十頁，共十七頁，2022年，8月28日三.鐵磁質的磁化機制

為什么鐵磁質有這么大的磁性?(一)磁疇(magneticdomain)理論:鐵磁質特殊的微觀結構原子間“電子自旋相互作用”磁疇形成許多自發(fā)均勻磁化的小區(qū)域線度:

原子數(shù):1012~1015用量子力學理論解釋(二)用磁疇理論解釋鐵磁質的磁化一定區(qū)域電子的磁矩自發(fā)地取向一致②起始磁化:線性→非線性→飽和用晶粒結構、磁疇體積和磁化方向解釋①未磁化前③剩磁和矯頑力⑤消磁方法:震動,加熱,交流電④磁滯損耗第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日四.鐵磁質的分類及其應用(一)軟磁材料(二)硬磁材料(三)矩磁材料特征:磁滯回線“瘦”；用途:交變電磁場中純鐵,硅鋼,坡莫合金(鐵78%+鎳22%)等特征:磁滯回線“胖”；用途:制造永磁體鐵、鈷、鎳的合金等特征:磁滯回線“矩形狀”；用途:制造存儲元件硬磁材料中的特例.第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日[例1]一均勻密繞細螺繞環(huán),n=103匝/米,I=2安,充滿

=510-4特·米/安的磁介質.求:磁介質內的【解】①沿切向;此磁介質是鐵磁質;取環(huán)路L如圖,在L上各點:②大小相等.鐵磁質作鐵心可以大大加強磁場的環(huán)路定理

應用第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日包圍芯導體介質面上的總磁化電流

[例2]同軸電纜的芯是半徑為R的導體圓柱，有電流強度I均勻流過芯截面，并沿導電外壁流回。設芯和外壁間是磁導率為μ的均勻磁介質，求（1）磁介質中的磁感應強度和磁化強度矢量；（2）緊貼芯導體的磁介質中的磁化電流?！窘狻浚?）應用的環(huán)路定理

（2）緊靠芯導體表面的磁化強度矢量

第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日[例3]簡單磁路(magneticcircuit)令:磁通勢磁阻“磁導率”一詞的由來磁力線沿鐵走,也可以解釋為:

鐵的磁阻率<<空氣磁阻率第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日電介質(絕緣體)磁介質(有分子原子結構的實物)抗磁質順磁質.鐵磁質