高二物理競賽磁介質的磁場課件

§9-2磁介質中的磁場有磁介質存在時，空間任一點的磁場

總磁場遵從的規(guī)律要求出介質中的磁場,必須已知磁化電流但所以引入一輔助矢量—磁場強度H。傳導電流定義：磁場強度將代入上式，得兩邊同除以0

，再移項一、介質中的安培環(huán)路定理得到磁場強度的安培環(huán)路定理磁場強度的安培環(huán)路定理的優(yōu)點：2）但是磁場強度，其中包含磁化強度矢量。1）避開了磁化電流，使得環(huán)路積分只與傳導電流相聯(lián)系；沿任一閉合路徑的環(huán)量等于此閉合路徑環(huán)繞的傳導電流的代數(shù)和。二、磁化規(guī)律對于各向同性線性磁介質為介質的磁化率由1.M與H的關系2.B與H的關系相對磁導率磁導率磁介質的技術參數(shù)特性:真空中，M=0無磁化現(xiàn)象M和H同向，順磁質抗磁質

M和H反向，

注意：為研究介質中的磁場提供方便而不是反映磁場性質的基本物理量，才是反映磁場性質的基本物理量。II

例1有兩個半徑分別為R和r的“無限長”同軸圓筒形導體，在它們之間充以相對磁導率為μr的磁介質.當兩圓筒通有相反方向的電流I

時，試求（1）磁介質中任意點P

的磁感應強度的大小;解對稱性分析同理可求II（2）圓柱體外面一點

Q

的磁感強度.解：當環(huán)內是真空時當環(huán)內充滿均勻介質時

例2

在均勻密繞的螺繞環(huán)內充滿均勻的順磁介質，已知螺繞環(huán)中的傳導電流為I，單位長度內匝數(shù)n，環(huán)的橫截面半徑比環(huán)的平均半徑小得多，磁介質的相對磁導率和磁導率分別為μr和μ。求環(huán)內的磁場強度和磁感應強度。§9-3鐵磁質鐵磁質基本特點：（1）相對磁導率不是常數(shù)，隨外磁場的變化，且r>>1.（3）在外磁場的作用下能產(chǎn)生很強的附加磁場.（4）具有磁滯現(xiàn)象.鐵磁質：

鐵、鈷、鎳、鏑等物質（2）

B—H不具有簡單的線性關系.

05101520磁強計A測量H測量B的探頭（霍爾元件）電阻換向開關電流表螺繞環(huán)鐵環(huán)狹縫從磁強計中可以測得B根據(jù)電流的測量再由式可得到H

一、實驗曲線1.實驗裝置2、起始磁化曲線oA段：隨H增大，B緩慢增大；AB段：隨H增大，B急劇增大(亦正比)

BC段：隨H增大，B幾乎不增大—達磁飽和.

根據(jù)，可以求出不同H值對應的r值，由此可見鐵磁質B~H顯著的非線性特點。與S對應的HS稱飽和磁場強度，相應的BS稱飽和磁感應強度。OHACBSB—H關系曲線3、磁滯回線

a

b

cH=HS

H=0H=-Hc(矯頑力)B=BS

B=Br(剩磁)B=0d

e

f

aH=-HS

H=0H=Hc

B=-BS

B=-Br

B=0B的變化總落后于H的變化，稱磁滯現(xiàn)象。B—H關系：非線性,非單值.-HcdHc-BrefBrcbBHaO4、磁疇磁疇：鐵磁質中存在的自發(fā)磁化的小區(qū)域(線度～10-4m)。一個磁疇中約有1012~1015個原子。鐵磁質中起主要作用的是電子的自旋磁矩。磁疇中的電子的自旋磁矩可以不靠外磁場而取得一致的方向。

在沒有外磁場作用時，磁體體內磁矩排列雜亂，任意物理無限小體積內的平均磁矩為零。加外磁場后，磁疇轉向磁疇體積變化

.5、磁滯損耗

鐵磁質在交變磁場中反復磁化，該過程中能量的損失叫做磁滯損耗。原因：磁疇反復變向時，由磁疇壁摩擦引起。大?。捍艤p耗正比于磁滯回線面積6、居里溫度(居里點）鐵磁質具有臨界溫度Tc。在Tc以上，鐵磁性完全消失而成為順磁質，其原因是由于高溫導致磁疇瓦解。Tc稱為居里溫度或居里點。不同的鐵磁質有不同的居里溫度Tc。純鐵：770oC，純鎳：358oC。BHOBHO軟磁材料矯頑力很小，磁滯回線窄，所圍的面積小，磁滯損耗小。

軟磁材料如純鐵、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體等材料，適用于交變磁場中，常用作變壓器、繼電器、電動機、電磁鐵和發(fā)動機的鐵芯。硬磁材料矯頑力大，剩磁大、磁滯回線寬，所圍的面積大，磁滯損耗大。7、鐵磁質分類

硬磁材料如碳鋼、鎢鋼、鋁鎳鈷合金等材料。磁化后能保持很強的磁性，適用于制成各種類型的永久磁鐵。

矩磁材料的磁滯回線接近于矩