大學(xué)物理有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理磁場強

會計學(xué)1大學(xué)物理有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理磁場強

注意：對順磁質(zhì)，可以忽略；對抗磁質(zhì),，對于真空，。外磁場為零，磁化強度為零。外磁場不為零:順磁質(zhì)抗磁質(zhì)第1頁/共17頁磁化電流

對于各向同性的均勻介質(zhì)，在勻強磁場中被磁化后，各分子電流平面轉(zhuǎn)到與磁場的方向垂直。

磁化電流

介質(zhì)內(nèi)部任一點總有兩個方向相反的分子電流通過，各分子電流相互抵消，而在介質(zhì)表面，各分子電流相互疊加，在磁化圓柱的表面出現(xiàn)一層電流，好象一個載流螺線管，稱為磁化面電流（或安培表面電流）。第2頁/共17頁

磁化電流

磁化面電流第3頁/共17頁

設(shè)介質(zhì)表面沿軸線方向單位長度上的磁化電流為（面磁化電流密度），則長為l的一段介質(zhì)上的磁化電流強度IS為總磁矩第4頁/共17頁

磁化強度對閉合回路的線積分等于通過回路所包圍的面積內(nèi)的總磁化電流。

取一長方形閉合回路ABCD，AB邊在磁介質(zhì)內(nèi)部，平行與柱體軸線，長度為l，而BC、AD兩邊則垂直于柱面。柱外各點等于零，內(nèi)部則平行于AB邊，對整個回路積分因為所以第5頁/共17頁二、有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理無磁介質(zhì)時安培環(huán)路定理有磁介質(zhì)時磁場強度因為所以第6頁/共17頁定義磁場強度：

表明：磁場強度矢量的環(huán)流和傳導(dǎo)電流I有關(guān)，而在形式上與磁介質(zhì)的磁性無關(guān)。其單位在國際單位制中是A/m。

磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：磁場強度沿任意閉合路徑的線積分等于穿過該路徑的所有傳導(dǎo)電流的代數(shù)和，而與磁化電流無關(guān)。有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理因為第7頁/共17頁

實驗證明：對于各向同性的介質(zhì)，在磁介質(zhì)中任意一點磁化強度和磁場強度成正比。式中只與磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱為磁介質(zhì)的磁化率，是一個純數(shù)。如果磁介質(zhì)是均勻的，它是一個常量；如果磁介質(zhì)是不均勻的，它是空間位置的函數(shù)。此式說明了介質(zhì)中任一點磁場強度、磁感應(yīng)強度、磁化強度之間的普遍關(guān)系，不論介質(zhì)是否均勻。定義介質(zhì)磁化率第8頁/共17頁相對磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率

值得注意：是為研究介質(zhì)中的磁場提供方便而不是反映磁場性質(zhì)的基本物理量，才是反映磁場性質(zhì)的基本物理量。

真空：第9頁/共17頁例題8-8

在均勻密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿均勻的順磁介質(zhì)，已知螺繞環(huán)中的傳導(dǎo)電流為，單位長度內(nèi)匝數(shù)，環(huán)的橫截面半徑比環(huán)的平均半徑小得多，磁介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為和。求環(huán)內(nèi)的磁場強度和磁感應(yīng)強度。解：在環(huán)內(nèi)任取一點，過該點作一和環(huán)同心、半徑為的圓形回路。

式中為螺繞環(huán)上線圈的總匝數(shù)。由對稱性可知，在所取圓形回路上各點的磁感應(yīng)強度的大小相等，方向都沿切線。第10頁/共17頁當環(huán)內(nèi)是真空時，由于當環(huán)內(nèi)充滿均勻介質(zhì)時可見，當環(huán)內(nèi)充滿某種均勻磁介質(zhì)，環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強度變?yōu)榄h(huán)內(nèi)是真空時的倍。故則第11頁/共17頁例題8-9

上例中若磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率，單位長度內(nèi)的匝數(shù)，繞組中通有電流再計算環(huán)內(nèi)的（1）磁場強度，（2）磁感應(yīng)強度，（3）磁介質(zhì)的磁化強度。解：利用上題計算結(jié)果（1）（3）（2）第12頁/共17頁例題8-13

如圖所示，一半徑為R1的無限長圓柱體（導(dǎo)體≈0）中均勻地通有電流I，在它外面有半徑為R2的無限長同軸圓柱面，兩者之間充滿著磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì)，在圓柱面上通有相反方向的電流I。試求（1）圓柱體外圓柱面內(nèi)一點的磁場；（2）圓柱體內(nèi)一點磁場；（3）圓柱面外一點的磁場。解：（1）當兩個無限長的同軸圓柱體和圓柱面中有電流通過時，它們所激發(fā)的磁場是軸對稱分布的，而磁介質(zhì)亦呈軸對稱分布，因而不會改變場的這種對稱分布。設(shè)圓柱體外圓柱面內(nèi)一點到軸的垂直距離是r1，以r1為半徑作一圓，取此圓為積分回路，根據(jù)安培環(huán)路定理有IIIR1R2r2r1r3第13頁/共17頁（2）設(shè)在圓柱體內(nèi)一點到軸的垂直距離是r2，則以r2為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理有磁導(dǎo)率IIIR1R2r2r1r3第14頁/共17頁由B＝

H，得（3）在圓柱面外取一點，它到軸的垂直距離是r3，以r3為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理,考慮到環(huán)路中所包圍的電流的代數(shù)和為零，所以得即或IIIR1R2r2r1r3第15頁/共17頁選擇進入下一節(jié)

§8-0

教學(xué)基本要求

§8-1恒定電流

§8-2磁感應(yīng)強度

§8-3畢奧-薩伐爾定律

§8-4穩(wěn)恒磁場的高斯定理與安培環(huán)路定理