介質(zhì)的磁化磁場(chǎng)強(qiáng)度和鐵磁質(zhì)

介質(zhì)的磁化磁場(chǎng)強(qiáng)度和鐵磁質(zhì)第一頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28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(chǎng)B介質(zhì)中的合磁場(chǎng)B介質(zhì)磁化所產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)′=B0BB+′傳導(dǎo)電流產(chǎn)生與介質(zhì)有關(guān)的電流產(chǎn)生第二頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28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(duì)磁導(dǎo)率：=B0BB+′B>Bo,r>1B<Bo,r<1B>>Bo,r>>1第三頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日NSB′NS順磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定B非均勻磁場(chǎng)非均勻磁場(chǎng)非均勻磁場(chǎng)非均勻磁場(chǎng)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四頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日NSB′NS順磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定B順磁質(zhì)試件向右擺動(dòng)第五頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日抗磁質(zhì)磁化后試件的極性介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定NSBB′NS第六頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日B介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定介質(zhì)磁性的實(shí)驗(yàn)測(cè)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B′NS第七頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28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(duì)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)及其磁化第八頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日順磁質(zhì)分子的固有磁矩(分子電流）無(wú)外磁場(chǎng)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，第九頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日MpmB=+B0PmM有外磁場(chǎng)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(chǎng)的方向B>Bo第十頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28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(chǎng)B0中電子軌道運(yùn)動(dòng)的平面在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生進(jìn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)附加磁場(chǎng)ΔPm，ΔPm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(chǎng)方向相反的附加磁場(chǎng)。B0外磁場(chǎng)epmLMpmΔ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第十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日四、磁化強(qiáng)度和磁化電流：=pmMΣVΔpmΣΔ+對(duì)于順磁質(zhì)ΣΔpmpmΣ<<pmΔ可忽略Σ對(duì)于抗磁質(zhì)pmΣ=0分子固有磁矩矢量和pmΣ分子附加磁矩矢量和pmΣΔ

為了反映磁化程度的強(qiáng)弱，引入“磁化強(qiáng)度矢量”P單位：A/m第十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日...I..++++++l.傳導(dǎo)電流S圓柱體橫截面積磁化面電流分子電流=pmMΣVΔ==js磁化面電流密度（單位長(zhǎng)度上的電流）jspmΣ=lSjsjslSlSjsjsM=jS第十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日磁化面電流MA.Mdlò=.MdlòB.=MABl=MI=s.MdlòI=slADCBjsjs=ljs第十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日磁場(chǎng)強(qiáng)度德國(guó)數(shù)學(xué)家物理學(xué)家高斯(1777-1855)第十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日一、有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理Bldl.=IΣòμoIs+()Mldl.ò=IΣμo+()BμoM=H介質(zhì)磁中有磁化面電流，安培環(huán)路定理為：Bldl.=òμoM()IΣ即：定義磁場(chǎng)強(qiáng)度HBldl.òμoM()=ldl.òH=IΣldl.=òHIΣ有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理

§6-7磁介質(zhì)中的磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度第十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日M=Hm實(shí)驗(yàn)指出：m磁化率順磁質(zhì)m>0抗磁質(zhì)m<0BμoM=H+μoHmμo=H+μoHm=+μo1()μr+1m=令：Bμo=Hμrμ=Hμr相對(duì)磁導(dǎo)率μ磁導(dǎo)率第十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日=NIN匝數(shù):()

[例題1]一環(huán)形螺線管，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為μ，相對(duì)磁導(dǎo)率為μr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(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度得：H=r2NIπHldl.=r2Hπ=nIB=mHmrm0nI=r解:第十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日.Hldl=r2πH=2rIR2

[例題2]一無(wú)限長(zhǎng)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μ，柱外真空。求：柱內(nèi)外各區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。μB=R2Ir2πH=R2Ir2π得：=I′IIHμμ0Rr′Rr<1.解：第十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日πr2H=Ir2πIH=Iμμ0RHrRr>2.B=r2πIμ0第二十頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)第二十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日§6-8鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)>B0B>鐵、鎳、鈷、鐵氧體Bμ=H對(duì)于順磁質(zhì)與抗磁質(zhì)，B與H有線性關(guān)系，對(duì)于鐵磁質(zhì)，B與H之間的關(guān)系比較復(fù)雜，μ為一常量。即：磁導(dǎo)率不是一個(gè)常量。μ磁導(dǎo)率由實(shí)驗(yàn)所測(cè)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)及其磁化第二十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日OBHACDB...EF.HCBs.BrHs.初始磁化曲線Br剩磁.HsBs.飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力HC磁滯回線第二十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28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(wú)外磁場(chǎng)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(guò)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)示意圖第二十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第二十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第二十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第二十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第二十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第三十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第四十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第五十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日鐵磁質(zhì)單晶體磁化過(guò)程H第六十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日

3.

有剩磁、磁飽和及磁滯現(xiàn)象。鐵磁質(zhì)的特性：

1.

磁導(dǎo)率μ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(chǎng)增強(qiáng)102~

104倍。

4.溫度超過(guò)居里點(diǎn)時(shí)，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾刨|(zhì).第六十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28日*三、磁滯損耗在交變電磁場(chǎng)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第七十頁(yè)，共七十三頁(yè)，2022年，8月28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