電磁學(xué)課件-磁介質(zhì)

1、電磁學(xué)多媒體教學(xué)課件南昌大學(xué)理學(xué)院共二十頁(yè)第六章 磁介質(zhì)1 分子電流觀點(diǎn)(gundin)2 介質(zhì)(jizh)的磁化規(guī)律3 磁場(chǎng)的能量和能量密度2第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1 分子電流觀點(diǎn)(gundin)一 磁介質(zhì)的磁化(chu)1. 磁介質(zhì)的磁化機(jī)理每個(gè)分子等效一個(gè)圓電流順磁質(zhì)抗磁質(zhì)磁疇軌道角動(dòng)量對(duì)應(yīng)的磁矩自旋角動(dòng)量對(duì)應(yīng)的磁矩鐵磁質(zhì)3第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1 分子電流觀點(diǎn)(gundin) 由于分子磁矩的取向一致(yzh) 考慮到它們相對(duì)應(yīng)的分子電流如 長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部充滿均勻的各向同性介質(zhì)將被均勻磁化均勻磁場(chǎng)螺線管截面2. 磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度與磁化電流的關(guān)系：4第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1 分子電流觀點(diǎn)(

2、gundin)二 磁介質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(qingd)有磁介質(zhì)時(shí)的總場(chǎng)是傳導(dǎo)電流產(chǎn)生與介質(zhì)有關(guān)的電流產(chǎn)生介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率順磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)在介質(zhì)均勻充滿磁場(chǎng)的情況下5第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1 分子電流觀點(diǎn)(gundin)三 有磁介質(zhì)時(shí)的安培(npi)環(huán)路定理和高斯定理設(shè)：I0 傳導(dǎo)電流I 磁化電流磁介質(zhì)I定義I0L1. 安培環(huán)路定理6第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1 分子電流觀點(diǎn)(gundin)得：H 的單位(dnwi)：真空：奧斯特 Oe（SGSM）A/m （ SI ）；磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)路定理7第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1 分子電流觀點(diǎn)(gundin)各向同性( xin tn xn)線性磁介質(zhì) 磁導(dǎo)率令則有將

3、代入得2. 高斯定理該結(jié)論對(duì)傳導(dǎo)電流或介質(zhì)中的磁化電流都適用。8第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1 分子電流觀點(diǎn)(gundin)解：由安培(npi)環(huán)路定理rI 例：一根長(zhǎng)直單芯電纜的芯是一根半徑為R的金屬導(dǎo)體，它和導(dǎo)電外壁之間充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為r的均勻介質(zhì)。今有電流I均勻地流過(guò)芯的橫截面并沿外壁流回。求磁介質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布。9第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)2 介質(zhì)的磁化(chu)規(guī)律一 磁化率和磁導(dǎo)率各向同性( xin tn xn)線性磁介質(zhì)介質(zhì)的磁化率介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率順磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)在介質(zhì)均勻充滿磁場(chǎng)的情況下10第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)2 介質(zhì)的磁化(chu)規(guī)律二 順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)無(wú)外磁場(chǎng)順 磁 質(zhì) 的

4、磁 化分子圓電流和磁矩有外磁場(chǎng)11第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)2 介質(zhì)(jizh)的磁化規(guī)律 同向時(shí) 反向時(shí)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)抗磁質(zhì)的磁化(chu)12第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)2 介質(zhì)的磁化(chu)規(guī)律三 鐵磁質(zhì)存在一些(yxi)小的均勻區(qū)域，同一磁疇內(nèi)分子的磁矩的取向近似相同。磁化的過(guò)程中各磁疇的磁矩朝磁場(chǎng)方向取向，因而表現(xiàn)出很強(qiáng)的磁效應(yīng)鐵、鈷、鎳、鏑等物質(zhì)1. 鐵磁質(zhì)結(jié)構(gòu)這些小的區(qū)域稱為磁疇。13第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)2 介質(zhì)的磁化(chu)規(guī)律測(cè)量(cling)B與H的關(guān)系2. 磁滯回線csrHB.cHrBB.BH磁 滯 回 線cHabcdefgo矯頑力剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度飽

5、和磁感應(yīng)強(qiáng)度磁滯現(xiàn)象：B 滯后于 H 的變化sBrBNR=2HI根據(jù)電流的測(cè)量再由式可得到H 14第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)2 介質(zhì)(jizh)的磁化規(guī)律磁 滯 回 線csrHB.cHrBB.BHabcdefgo鐵磁質(zhì)磁化(chu)過(guò)程中要消耗能量，此能量稱為磁滯損耗實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)沿磁滯線經(jīng)歷磁滯回線所圍的面積成正比。一次循環(huán)磁滯損耗與15第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)不是(b shi)一個(gè)常量，它的值不 僅決定于原線圈中的電流，還決定于鐵磁質(zhì)樣品磁化(chu)的歷史。 3.鐵磁質(zhì)的特性： 1）磁導(dǎo)率HB，rBHrHB 和H 不是線性關(guān)系。2 介質(zhì)的磁化規(guī)律3） 有剩磁、磁飽和及磁滯現(xiàn)象。2） 有很大的磁導(dǎo)率

6、。放入線圈中時(shí)可以使磁場(chǎng)增強(qiáng)倍。10102416第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)2 介質(zhì)(jizh)的磁化規(guī)律 4. 磁性材料(c xn ci lio)：應(yīng)用：硅鋼片，作變壓器的鐵芯。鐵氧體（非金屬）作高頻線圈的磁芯材料。矩磁材料：作計(jì)算機(jī)中的記憶元件。特點(diǎn)：磁導(dǎo)率大，矯頑力小，磁滯回線窄。 1）軟磁材料特點(diǎn)：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度大，矯頑力大， 磁滯回線寬。2）硬磁材料應(yīng)用：作永久磁鐵，永磁喇叭17第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)3 磁場(chǎng)(cchng)的能量和能量密度一、載流自感(z n)線圈所儲(chǔ)存的能量1、載流自感線圈儲(chǔ)存能量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證載流自感線圈確實(shí)儲(chǔ)存了能量。2、儲(chǔ)能公式18第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)1、磁場(chǎng)能量(nngling)的概念：磁場(chǎng)具有能量(nngling)。這是磁場(chǎng)物質(zhì)性的體現(xiàn)。2、磁場(chǎng)(cchng)能量密度：設(shè)自感線圈為長(zhǎng)直螺線管，則有：二、磁場(chǎng)能量3 磁場(chǎng)的能量和能量密度19第六章 磁介質(zhì)共二十頁(yè)內(nèi)容摘要電磁學(xué)多媒體教學(xué)課件。第六章 磁介質(zhì)。2 介質(zhì)的磁化規(guī)律。3 磁場(chǎng)的能量和能量密度。第六章 磁介質(zhì)。第六章 磁介質(zhì)。由于分子磁矩的取向一致 考慮到它們相對(duì)應(yīng)的分子電流。如 長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部充滿均勻的各向同性介質(zhì)將被均勻磁化。I 磁化電流。奧斯特 Oe（SGSM）。A/m （ SI ）。例：一根長(zhǎng)直單芯電纜的芯是一根半徑(bnjng)為R的金屬導(dǎo)體，它和導(dǎo)電外壁之間充滿相對(duì)磁導(dǎo)率