大學(xué)物理117-磁介質(zhì)課件

在外磁場(chǎng)作用下,介質(zhì)表面感生出束縛(磁化)電流的現(xiàn)象.磁介質(zhì)：在外磁場(chǎng)中，被磁場(chǎng)磁化，激發(fā)附加磁場(chǎng)，與原磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生互相影響的物質(zhì)。11.7.1磁介質(zhì)的分類

11.7磁介質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下,介質(zhì)表面感生出束縛(磁化)電流的現(xiàn)象.磁介質(zhì)磁化后的附加磁感強(qiáng)度真空中的磁感強(qiáng)度

磁介質(zhì)中的總磁感強(qiáng)度與電介質(zhì)的類比

相對(duì)磁導(dǎo)率

——磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率當(dāng)均勻磁介質(zhì)充滿整個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率為：介質(zhì)磁化后的真空中的磁感強(qiáng)度磁介質(zhì)中的與電介質(zhì)的類比相對(duì)順磁質(zhì)(附加場(chǎng)與同向，B>B0)抗磁質(zhì)(附加場(chǎng)與反向，B<B0)鐵磁質(zhì)(附加場(chǎng)與同向，B>>B0)磁介質(zhì)的分類如：氧、鋁、鎢、鉑、鉻等。如：氮、水、銅、銀、金、鉍等。如：鐵、鈷、鎳等順磁質(zhì)(附加場(chǎng)與同向，B>B0)抗磁質(zhì)(附分子磁矩：

若把分子看成一個(gè)整體，這種分子電流具有的磁矩，稱為分子固有磁矩或稱分子磁矩，用Pm表示。矢量和pmS11.7.2抗磁性與順磁性的微觀解釋分子磁矩：若把分子看成一個(gè)整體，這種分子電流具有的磁矩?zé)o外磁場(chǎng)順磁質(zhì)的磁化有外磁場(chǎng)順磁質(zhì)內(nèi)磁場(chǎng)取向磁化無(wú)外磁場(chǎng)順磁質(zhì)的磁化有外磁場(chǎng)順磁質(zhì)內(nèi)磁場(chǎng)取向磁化無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)抗磁質(zhì)分子磁矩為零

抗磁質(zhì)內(nèi)磁場(chǎng)同向時(shí)

反向時(shí)抗磁質(zhì)的磁化附加磁化無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)抗磁質(zhì)分子磁矩為零對(duì)任意閉合回路進(jìn)行B的積分

磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理即：磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任一閉合回路的環(huán)流等于穿過(guò)該回路所圍面積的傳導(dǎo)電流之代數(shù)和。11.7.3磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理11.7.4B與H的關(guān)系

磁導(dǎo)率對(duì)任意閉合回路進(jìn)行B的積分磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理即：磁

利用安培環(huán)路定理可以方便地求有磁介質(zhì)時(shí)某些對(duì)稱的磁場(chǎng)分布。２、選擇一個(gè)合適的積分回路或者使某一段積分線上

H為常數(shù)，或使某一段積分線路上H處處與dl垂直；3、先由 求H

，再由求B?；静襟E：１、首先分析磁場(chǎng)分布的對(duì)稱性或均勻性；利用安培環(huán)路定理可以方便地求有磁介質(zhì)時(shí)某些對(duì)稱的磁場(chǎng)１、密繞長(zhǎng)直螺線管內(nèi)充滿介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度：２、環(huán)形螺線管內(nèi)部充滿介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度：３、無(wú)限長(zhǎng)的載流圓柱體外充滿介質(zhì)的磁場(chǎng)：

內(nèi)部為外部為１、密繞長(zhǎng)直螺線管內(nèi)充滿介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度：２、環(huán)形螺線管內(nèi)部例關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，哪個(gè)是正確的？(A)僅與傳導(dǎo)電流有關(guān).(B)若閉合曲線內(nèi)沒(méi)有包圍傳導(dǎo)電流，則曲線上各點(diǎn)的必為零.(C)如果閉合曲線上各點(diǎn)均為零，則該曲線所包圍傳導(dǎo)電流的代數(shù)和為零.(D)以閉合曲線L為邊界的任意曲面的通量均相等.答案：(C)例關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，哪個(gè)是正確的？答案：(C)理由：(A)由空間所有自由電流和束縛電流共同產(chǎn)生．LS1S212(B)(C)(D)若則理由：(A)由空間所有自由電流和束縛電流共同產(chǎn)生．L

例有兩個(gè)半徑分別為和的“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)率為的磁介質(zhì).當(dāng)兩圓筒通有相反方向的電流時(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；

（2）圓柱體外面一點(diǎn)Q

的磁感強(qiáng)度.II例有兩個(gè)半徑分別為和解II同理可求解II同理可求例一根“無(wú)限長(zhǎng)”的直圓柱形銅導(dǎo)線，外包一層相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的圓筒形磁介質(zhì)，導(dǎo)線半徑為R1，磁介質(zhì)的外半徑為R2，導(dǎo)線內(nèi)有電流I通過(guò)，電流均勻分布在橫截面上，求：(1)介質(zhì)內(nèi)外的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，并畫出H-r圖，加以說(shuō)明(r是磁場(chǎng)中某點(diǎn)到圓柱軸線的距離)；(2)介質(zhì)內(nèi)外的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，并畫出B-r圖，加以說(shuō)明.例一根“無(wú)限長(zhǎng)”的直圓柱形銅導(dǎo)線，外包一層相對(duì)磁導(dǎo)率為μr解由于電流分布的軸對(duì)稱性，在垂直于軸線的平面上，選擇積分回路L：以圓柱軸線為圓心、r為半徑的圓周，由安培環(huán)路定理當(dāng)r≤R1時(shí)，

μr＝1解由于電流分布的軸對(duì)稱性，在垂直于軸線的平面上，選擇積分回當(dāng)R1＜r＜R2時(shí)，當(dāng)r＞R2時(shí)，畫出曲線圖當(dāng)R1＜r＜R2時(shí)，當(dāng)r＞R2時(shí)，畫出曲線圖11.7.5鐵磁質(zhì)基本性質(zhì)：高值、非線性（不是常數(shù)）、磁滯性、存在居里溫度不同磁介質(zhì)的磁化曲線比較抗磁介質(zhì)鐵磁介質(zhì)順磁介質(zhì)Bo1、磁化曲線鐵磁質(zhì)的r

不是個(gè)常數(shù)，它是H

的函數(shù)。11.7.5鐵磁質(zhì)基本性質(zhì)：高值、非線性（不是常數(shù)）、矯頑力

當(dāng)外磁場(chǎng)由逐漸減小時(shí)，這種B的變化落后于H的變化的現(xiàn)象，叫做磁滯現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱磁滯.

由于磁滯，時(shí)，磁感強(qiáng)度，叫做剩余磁感強(qiáng)度(剩磁).O磁滯回線2、磁滯回線矯頑力當(dāng)外磁場(chǎng)由逐漸減小時(shí)，3、鐵磁性材料O軟磁材料O硬磁材料不同鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線形狀相差很大.O矩磁鐵氧體材料軟磁材料：磁滯損耗小，交變磁場(chǎng)中的鐵芯。矩磁材料：“記憶”元件。硬磁材料：矯頑力和剩磁大，永磁體。3、鐵磁性材料O軟磁材料O硬磁材料不同鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線形4、鐵磁介質(zhì)磁化機(jī)理磁疇：電子自旋磁矩自發(fā)平行排列形成自發(fā)磁化區(qū)域，10-12～10-8m3，含1017～1021個(gè)原子，磁化強(qiáng)度非常大。磁滯：摻雜、內(nèi)應(yīng)力、耗散。“疇壁位移”和“磁矩取向”過(guò)程不可逆。居里點(diǎn)：溫度T>TC磁疇瓦解、鐵磁質(zhì)順磁質(zhì)。無(wú)外磁場(chǎng)有外磁場(chǎng)4、鐵磁介質(zhì)磁化機(jī)理磁疇：電子自旋磁矩自發(fā)平行排列形成自發(fā)磁1.洛侖茲力:一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力2.霍耳效應(yīng):3.安培定律:4.載流線圈的磁矩:5.磁力矩:6.磁力矩的功:第二部分小結(jié)霍耳電壓1.洛侖茲力:一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力2.霍耳效二、磁介質(zhì)2.磁