大學(xué)物理15-5課件

一、均勻磁場作用于載流線圈的磁力矩MNOPI.平面線圈在均勻磁場中所受合力都為0OI回顧向里

M,NO,P向里側(cè)視，向外穩(wěn)定平衡均勻磁場作用于載流線圈的磁力矩

M,NO,P側(cè)視，向外側(cè)視，向里MNOPI.當(dāng)電流方向與剛才的相反→順磁質(zhì)定義:如：鐵、鈷、鎳等→抗磁質(zhì)→鐵磁質(zhì)磁介質(zhì)的分類II相對磁導(dǎo)率一、磁介質(zhì)15.5磁場中的磁介質(zhì)≠0=0二、磁介質(zhì)的磁化1、順磁質(zhì)的磁化可見：Bo強，∥NS-當(dāng)介質(zhì)處在外磁場中，電子軌道磁矩受磁力矩:在磁力矩作用下，軌道角動量繞磁場方向旋進。電子附加一個磁矩:∑2抗磁質(zhì)的磁化=0當(dāng)沒有外磁場時不顯磁性三、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理1.磁化電流(束縛電流)以無限長螺線管為例順磁質(zhì)在磁介質(zhì)內(nèi)部的任一小區(qū)域：相鄰的分子環(huán)流的方向相反在磁介質(zhì)表面處各點：分子環(huán)流未被抵消形成沿表面流動的面電流——束縛電流介質(zhì)中磁場由傳導(dǎo)電流和束縛電流共同產(chǎn)生。順磁質(zhì)2、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理Ii——為環(huán)路所包圍的傳導(dǎo)電流。Is——為環(huán)路所包圍的是磁化電流，難以測量。3、引入磁場強度H

令式中稱為磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率則安培環(huán)路定理就可以寫成如下形式:——磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)內(nèi)磁場強度沿所選閉合路徑的環(huán)流等于閉合積分路徑所包圍的所有傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。H的單位：A/m

（SI）一定條件下，可用安培環(huán)路定理求解磁場強度，然后再求解磁感應(yīng)強度。電介質(zhì)對電場的影響介質(zhì)中電場減弱有電介質(zhì)時的高斯定理比較H和B隨離軸線距離變化的曲線

四、鐵磁質(zhì)1.主要特征①能產(chǎn)生非常大的附加磁場B’。甚至千倍于外磁場B0，而且同方向。②B和H不是線性關(guān)系，是一復(fù)雜函數(shù)關(guān)系。即相對磁導(dǎo)率μr可以很大但不是常量，μr是磁場強度H的函數(shù)。③B的變化落后于H的變化，稱磁滯現(xiàn)象。當(dāng)H=0時,有剩磁現(xiàn)象。④各種不同鐵磁質(zhì)各有一臨界溫度Tc,當(dāng)T>Tc時，失去鐵磁性，成為一般順磁質(zhì)。Tc稱為鐵磁質(zhì)的居里點。如鐵的居里點為1040K，鎳的居里點是631K等等。B的變化落后于H，從而具有剩磁——磁滯效應(yīng)每個H對應(yīng)不同的B與磁化的歷史有關(guān)。1)起始磁化曲線2)剩磁Br飽和磁感應(yīng)強度BS3)矯頑力Hc(2)磁滯回線(3)在交變電流的勵磁下反復(fù)磁化使其溫度升高——磁滯損耗磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比?！?/p>

交換力：電子之間的交換作用使其在自旋平行排列時能量較低，這是一種量子效應(yīng)?！锎女牐涸娱g電子交換耦合作用很強，使其自旋磁矩平行排列形成磁疇——自發(fā)的磁化區(qū)域。鐵磁性主要來源于電子的自旋磁矩。3.鐵磁質(zhì)磁化的機制★磁疇的變化可用金相顯微鏡觀測H=0HH↑H↑↑H↑↑↑↗↑HB根據(jù)現(xiàn)代理論，鐵磁質(zhì)相鄰原子的電子之間存在很強的“交換耦合作用”使得在無外磁場作用時電子自旋磁矩能在小區(qū)域內(nèi)自發(fā)地平行排列形成自發(fā)磁化達(dá)到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域這些區(qū)域稱為“磁疇”用磁疇理論可以解釋鐵磁質(zhì)的磁化過程、磁滯現(xiàn)象、磁滯損耗以及居里點1892年羅辛格首先提出磁疇的形成是由于磁偶極子間非磁性的相互作用*深入認(rèn)識磁疇1935年朗道和栗佛希茲從磁場能量的觀點說明了磁疇的成因純鐵硅鐵鈷磁疇Si-Fe單晶(001)面的磁疇結(jié)構(gòu)箭頭表示磁化方向0.1mm(1)軟磁材料：

r大，(起始磁化率大)飽和磁感應(yīng)強度大適用于變壓器、繼電器、電機、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒。4.鐵磁質(zhì)的分類特點：矯頑力(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長，損耗小（HdB面積?。?。易磁化、易退磁

純鐵，坡莫合金(Fe，Ni)，硅鋼，鐵氧體等。如(2)硬磁材料：鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金矯頑力(Hc)大，剩磁Br大磁滯回線的面積大，損耗大。適用于做永磁鐵。耳機中的永久磁鐵，永磁揚聲器。(3)矩磁材料Br=