高二物理競賽磁場強度與磁感應強度的關系課件

二、磁場強度與磁感應強度的關系1、定義式2、磁場強度與磁感應強度的關系實驗規(guī)律磁化率相對磁導率絕對磁導率順磁質(zhì)：кm>0，μr>1，M與B同向抗磁質(zhì)：кm<0，μr<1，M與B反向3、引進磁場強度的物理意義在磁介質(zhì)中，磁場強度的環(huán)流為在磁介質(zhì)中，磁感應強度的環(huán)流為畢一薩定律三、安培環(huán)路定律的應用計算有磁介質(zhì)存在時的磁感應強度B求出磁場強度H后由B=μH求磁感應強度B

。例1、長直螺旋管內(nèi)充滿均勻磁介質(zhì)(μr)，設勵磁電流I0，單位長度上的匝數(shù)為n。求管內(nèi)的磁感應強度。解：因管外磁場為零，取如圖所示安培回路I例2有兩個半徑分別為和的“無限長”同軸圓筒形導體，在它們之間充以相對磁導率為的磁介質(zhì).當兩圓筒通有相反方向的電流時，試求（1）磁介質(zhì)中任意點P的磁感應強度的大小;（2）圓柱體外面一點

Q的磁感強度.解對稱性分析I同理可求II7-9-3鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)的特性：1．在外磁場作用下能產(chǎn)生很強的磁感應強度；2．當外磁場停止作用時，仍能保持其磁化狀態(tài)；3．B與H之間不是簡單的線性關系；4．鐵磁質(zhì)都有一臨界溫度。在此溫度之上，鐵磁性完全消失而成為順磁質(zhì)——居里溫度或居里點。鐵——10430C鎳——6300C鈷——13900C鐵磁質(zhì)的起因可以用“磁疇”理論來解釋。一、磁疇概念：鐵磁質(zhì)內(nèi)的電子之間因自旋引起的相互作用非常強烈，在鐵磁質(zhì)內(nèi)部形成了一些微小自發(fā)磁化區(qū)域，叫做磁疇。每一個磁疇中，各個電子的自旋磁矩排列得很整齊。磁疇大小約為1017－1021個原子/10-18米3。磁疇的顯示：磁疇的變化可用金相顯微鏡觀測在無外磁場的作用下磁疇取向平均抵消，能量最低，不顯磁性。二、磁化曲線裝置：環(huán)形螺繞環(huán)高斯計實驗測量B。原理:勵磁電流I；用安培定理得H鐵磁質(zhì)的磁滯現(xiàn)象鐵磁質(zhì)磁化的磁滯現(xiàn)象動畫示意IBH鐵磁質(zhì)霍耳器件探頭螺線環(huán)0-+高斯計測B電流計測IHI()80-+飽和剩磁矯頑力磁滯回線HOBsB飽和磁感應強度剩磁BrHc矯頑力磁滯回線IBH鐵磁質(zhì)霍耳器件探頭螺線環(huán)0高斯計測B+電流計測IH8I()0+實驗電路簡圖B的變化落后于H的變化的現(xiàn)象，叫做磁滯現(xiàn)象，簡稱磁滯剩磁Br：當磁場強度減小到零時，磁感應強度并不等于零，而是仍有一定的數(shù)值Br，Br叫做剩余磁感應強度，簡稱剩磁。飽和磁感應強度BS：所有磁疇都與外場方向一致。相應的磁場強度稱為飽和磁場強度，磁感應強度稱為飽和磁感應強度。矯頑力HC：當H=-Hc時，鐵磁質(zhì)的剩磁就消失了，鐵磁質(zhì)不顯磁性。通常把Hc叫做矯頑力。三、磁滯回線鐵磁質(zhì)在交變電流的勵磁下反復磁化使其溫度升高的，要損失能量，稱為磁滯損耗，磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。磁滯現(xiàn)象是由于摻雜和內(nèi)應力等的作用，當撤掉外磁場時磁疇的疇壁很難恢復到原來的形狀，而表現(xiàn)出來。四、鐵磁性材料軟磁材料：

特點：相對磁導率和飽和B一般都較大，但矯頑力小，磁滯回線的面積窄而長，損耗小。易磁化、易退磁。例子：如純鐵，硅鋼坡莫合金，鐵氧體等。應用：適宜制造電磁鐵、變壓器、交流發(fā)電機、繼電器、電機、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒等。1、金屬磁性材料BHo硬磁材料：特點：剩磁和矯頑力比較大，磁滯回線所圍的面積大，磁滯損耗大，磁滯特性非常顯著例子：鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金等。應用：適合作永久磁鐵，磁電式電表中的永磁鐵，耳機中的永久磁鐵，永磁揚聲器。鐵氧體，又叫鐵淦氧，是由三氧化二鐵和其它二價的金屬氧化物的粉末混合燒結而成，常稱為磁性瓷。如錳鎂鐵氧體、鋰錳鐵氧體等2、非金屬磁性材料——矩磁材料：特點：Br=BS

，Hc不大，磁滯回線是矩形。用途：用于記憶元件，當+脈沖產(chǎn)生H>HC使磁芯呈+B態(tài)，則–脈沖產(chǎn)生H<–HC使磁芯呈–B態(tài)，可做為二進制的兩個態(tài)。BHoBHo磁屏蔽把磁導率不同的兩種磁介質(zhì)放到磁場中，在它們的交界面上磁場要發(fā)生突變，引起了磁感應線的折射.小結磁介質(zhì)、磁化強度磁介質(zhì)磁介質(zhì)的磁化