《線圈磁介質(zhì)》PPT課件.ppt

1、復(fù)習(xí)：,二、安培力:,1. 均勻磁場(chǎng)中任一形狀的通電導(dǎo)線所受的安培力，等于連接導(dǎo)線端點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受的安培力。,2. 均勻磁場(chǎng)中任一閉合載流線圈受的合力為零。,一、洛侖茲力:,1. 在均勻磁場(chǎng)中,二、磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用,方向向外,S方向與電流成右手螺旋,定義：通電線圈的磁矩：,說明：,（4）q = 0 時(shí)， M=0 ，線圈穩(wěn)定平衡； q =p / 2 時(shí)，M最大； q = p 時(shí)， M=0 ，線圈處于不穩(wěn)定平衡。,（1）上式適用于任意形狀的線圈；,（2）N匝線圈：,（3）力矩總是傾向于使pm轉(zhuǎn)向B的方向；,2. 在非均勻磁場(chǎng)中（P38：自己看）,一般情況下，合力、合力矩均不為0，線圈既有平

2、動(dòng)又有轉(zhuǎn)動(dòng)。,例3：一半徑為R的塑料圓盤表面帶有面密度為s的電荷，將其盤面平行置于均勻磁場(chǎng)中。假定圓盤繞其軸線以角速度w轉(zhuǎn)動(dòng)，求圓盤受的磁力矩。(對(duì)照例P36: 13.6),解：取一圓環(huán),思考：P34：例13.5：力對(duì)o點(diǎn)的力矩 M = ？,1. 載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)：,導(dǎo)線從ab移到AB時(shí)：,三、磁力的功,2. 載流線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：,結(jié)論：,（2）以上結(jié)論對(duì)任意形狀的導(dǎo)線和任何形狀線圈均適用。,（1）無論通電導(dǎo)線還是通電線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力所做的功均可表示為：,四、平行長(zhǎng)直電流間的作用,I1 在 I2 處產(chǎn)生的磁場(chǎng)：,I2 的電流元受力：,單位長(zhǎng)度受力：,方向指向I1,（2）國(guó)際

3、單位制中安培是基本單位，定義如下：P35：下部,說明：（1）電流同向相吸引，異向相排斥；,一、物質(zhì)的磁結(jié)構(gòu),分子電流（分子磁矩）,微觀層次: 電子電流（電子磁矩）,宏觀層次: 束縛電流,永磁體：,磁介質(zhì),14-1 磁介質(zhì)及其磁化,束縛電流不為0,分子電流為,不為但取向相對(duì)整齊,不為但取向混亂,二、磁介質(zhì)的磁化,1. 順磁質(zhì) 的轉(zhuǎn)向磁化：,共同點(diǎn)：介質(zhì)表面出現(xiàn)束縛電流（磁化電流） 不同點(diǎn)：二者電流方向相反,2. 抗磁質(zhì) 的進(jìn)動(dòng)磁化：,3. 鐵磁質(zhì)的磁化： （后面講）,說明： 無外磁電場(chǎng)時(shí)，磁介質(zhì)對(duì)外都不顯磁性; 有外磁場(chǎng)時(shí), 磁介質(zhì)將被磁化而顯磁性。,三、磁介質(zhì)與磁場(chǎng)的相互作用,磁介質(zhì),附加磁場(chǎng)

4、,束縛電流,四、描述磁介質(zhì)及其磁化的物理量,1. 磁化率、磁導(dǎo)率,（描述磁介質(zhì)性質(zhì)）,定義： （1）磁化率：,（2）相對(duì)磁導(dǎo)率：,（3）磁導(dǎo)率：,m 可看作空間的環(huán)境參數(shù)！,結(jié)論1：,有介質(zhì)時(shí)B 變小或變大：,抗磁質(zhì)：,順磁質(zhì)：,鐵磁質(zhì)：,結(jié)論2：,2. 磁化強(qiáng)度,定義：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)所有分 子磁矩的矢量和,僅考慮介質(zhì)被均勻磁化的情況,（描述磁化程度）,五、磁化規(guī)律,1. 磁化強(qiáng)度與磁化電流間的關(guān)系：,（1）介質(zhì)內(nèi)磁化電流=0,（2）介質(zhì)表面磁化電流密度:,2. 磁化強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度間的關(guān)系：,對(duì)比:,例1：將一半徑為0.05m的薄鐵圓盤垂直置于B0=0.410-4T 的均勻磁場(chǎng)中。已知盤心處B=

5、0.1T, 設(shè)圓盤被均勻磁化, 求: (1)磁化電流的大小; (2)圓盤軸線上距軸心0.4米處的B.,解：只有盤邊緣有磁化電流,盤心處:,作業(yè)：P51：13.32，13.34 P66: 14.3,一、有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理,無介質(zhì)時(shí)：,有介質(zhì)時(shí)：有兩種等價(jià)的觀點(diǎn),14-2 有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理,(1) 介質(zhì)的存在改變了空間的電流分布,安環(huán)定理：,安環(huán)定理：,安環(huán)定理：,(2) 介質(zhì)的存在改變了空間環(huán)境,二、磁場(chǎng)安培環(huán)路定理的一般形式,無介質(zhì)時(shí)：,有介質(zhì)（均勻各向同性）時(shí)：,定義：磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量：,安環(huán)定理：,說明：,(a) 是個(gè)輔助物理量，單位：A/m；,（1）磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量,(b) 可引入

6、磁場(chǎng)線來圖示；,(c) 與磁化強(qiáng)度的關(guān)系：,（2）磁場(chǎng)強(qiáng)度只與傳導(dǎo)電流有關(guān);,（4）有無磁介質(zhì)時(shí)高斯定理的形式不變。,分析I0對(duì)稱性,（3）利用（3）式求解問題的一般步驟：,例2: P61: 例14.1 , 例14.2 (自己看),例3：一密繞細(xì)螺繞環(huán)通電流I=4A, 單位長(zhǎng)度的匝數(shù)n=500, 其中充滿m= 5.010-4H /m的磁介質(zhì), 求: (1) H, (2)B, (3)jS,解：環(huán)中磁場(chǎng)可看作均勻磁場(chǎng),取環(huán)中任一磁力線作積分回路:,思考: 求jS另兩種方法?,一、鐵磁質(zhì)的特性,1. 在外磁場(chǎng)作用下能產(chǎn)生很強(qiáng)的附加磁場(chǎng)；,3. 外磁場(chǎng)停止作用后，仍保留部分磁性；,各種鐵磁質(zhì)都存在一個(gè)

7、臨界溫度（居里點(diǎn)），在此溫度以上，鐵磁質(zhì)失去磁性而變?yōu)轫槾刨|(zhì)。,不是線性關(guān)系,14-3 鐵磁質(zhì),mr=102104,2. 不是恒量，與H及磁化過程有關(guān)；,剩磁,I H=nI,磁通計(jì)B，,由B=mH mr,二、磁化規(guī)律,1. 實(shí)驗(yàn)：,改變電流I，可測(cè)出 B H 曲線和 mr H 曲線,-Hc,Hc,-Br,Br,剩磁,矯頑力,2. 規(guī)律：,磁滯、磁滯回線、磁滯損耗,三、磁化機(jī)理,1. 磁疇：鐵磁質(zhì)內(nèi)部存在許多小區(qū)域，各區(qū)域內(nèi)的分子全部自發(fā)磁化，磁矩在同一方向上。,無磁場(chǎng)時(shí),有磁場(chǎng)時(shí),飽和時(shí)的理想情況,2. B去掉，磁疇不會(huì)復(fù)原，故有剩磁；,3. 溫度超過TC時(shí)，磁疇散解，變?yōu)轫槾刨|(zhì)。,四、磁性材料（鐵磁質(zhì)）的分類,1. 軟磁材料：,2. 硬磁材料：,（1）磁導(dǎo)率大，矯頑力小，磁 滯損耗小； （2）磁滯回線呈細(xì)長(zhǎng)條狀； （3）易磁化，也易退磁。,（1）磁導(dǎo)率小，矯頑力大，磁 滯損耗大； （2）磁滯回線面積肥大； （3）不易磁化，但磁化后不易退磁。,適用于交變磁場(chǎng),適用于做永久磁鐵,作業(yè): P193: 123，4, 5, 8,復(fù)習(xí)：,一、安培力:,1. 均勻磁場(chǎng)中任一形狀的通電導(dǎo)線所受的安培力，等于連接導(dǎo)線端點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受的安培力。,2. 均勻磁場(chǎng)中任一閉合載流線圈受的合力為零。,二、磁力的功,1. 洛侖茲力不做功, 但安培力可