物質(zhì)中的穩(wěn)恒磁場(chǎng)

關(guān)于物質(zhì)中的穩(wěn)恒磁場(chǎng)第1頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率順磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)一、磁介質(zhì)的分類(lèi)傳導(dǎo)電流產(chǎn)生與介質(zhì)有關(guān)的電流產(chǎn)生>>在介質(zhì)均勻充滿(mǎn)磁場(chǎng)的情況下§9.1磁介質(zhì)及其分類(lèi)介質(zhì)對(duì)場(chǎng)有影響總場(chǎng)是磁介質(zhì)：能夠影響磁場(chǎng)的物質(zhì)。第2頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三§9.2磁介質(zhì)的磁化磁化電流1.分子電流分子磁矩磁偶極子每個(gè)分子等效一個(gè)圓電流圓電流的磁矩電子軌道運(yùn)動(dòng)的磁矩電子的自旋磁矩：第3頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三順磁質(zhì)抗磁質(zhì)磁疇鐵磁質(zhì)線(xiàn)度為10－4m分子磁矩是分子中所有電子的軌道磁矩和自旋磁矩與所有核磁矩的矢量和。第4頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三1)順磁性(只有順磁質(zhì)、鐵磁質(zhì)才具有順磁性)2.磁化的微觀解釋VV無(wú)外磁場(chǎng)有外磁場(chǎng)B0第5頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三無(wú)外磁場(chǎng)順磁質(zhì)的磁化分子圓電流和磁矩有外磁場(chǎng)第6頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三順磁質(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，如圖，長(zhǎng)直螺線(xiàn)管內(nèi)部充滿(mǎn)均勻的各向同性介質(zhì)，將被均勻磁化。均勻磁場(chǎng)螺線(xiàn)管截面磁化電流束縛電流（磁化電流）傳導(dǎo)電流－－自由電流順磁質(zhì)中的磁化電流產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)的方向與外磁場(chǎng)方向相同起到增強(qiáng)磁場(chǎng)的作用第7頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三電子附加一個(gè)與磁感強(qiáng)度相反的磁矩2)抗磁性(所有介質(zhì)均具有抗磁性)可證明，在外磁場(chǎng)的作用下，分子會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和外磁場(chǎng)相反的感生磁矩。感生磁矩比固有磁矩小得多第8頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三抗磁質(zhì)放到外磁場(chǎng)中，其分子產(chǎn)生感生磁矩，束縛電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和外磁場(chǎng)相反三.磁化強(qiáng)度V(宏觀小微觀大)內(nèi)1.磁化強(qiáng)度單位：A/m一般實(shí)驗(yàn)條件下,各向同性的磁介質(zhì)的磁化強(qiáng)度與外磁場(chǎng)成正比第9頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三推導(dǎo)：Li分磁介質(zhì)S分放大L所包住的磁化電流則套住dl的分子電流：設(shè)分子濃度為n，第10頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三介質(zhì)表面磁化電流密度：選磁化面電流密度第11頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、磁化強(qiáng)度

1.磁化強(qiáng)度2.磁化強(qiáng)度與磁化電流的關(guān)系極化強(qiáng)度對(duì)比電介質(zhì)第12頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、有介質(zhì)時(shí)的環(huán)路定理考慮到磁化電流（1）式則需加以修正§9.3有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理第13頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三設(shè)：I0─傳導(dǎo)電流I─磁化電流磁介質(zhì)I定義I0L第14頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三得：H的單位：A/m

（SI）；磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)路定理第15頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三考慮到磁化電流上式修正為沿任一閉合路徑磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流等于該閉合路徑所包圍的自由電流的代數(shù)和。有介質(zhì)時(shí)的環(huán)路定理第16頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三二.三者的關(guān)系普遍各向同性磁介質(zhì)代入真空：第17頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三例1一充滿(mǎn)均勻磁介質(zhì)的密繞細(xì)螺繞環(huán)，求：磁介質(zhì)內(nèi)的解：取回路如圖，設(shè)總匝數(shù)為N細(xì)螺繞環(huán)第18頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三例2：長(zhǎng)直螺旋管內(nèi)充滿(mǎn)均勻磁介質(zhì)()，設(shè)勵(lì)磁電流，單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)為。求管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：因管外磁場(chǎng)為零，取如圖所示安培回路第19頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三例3：長(zhǎng)直單芯電纜的芯是一根半徑為R的金屬導(dǎo)體，它與外壁之間充滿(mǎn)均勻磁介質(zhì)，電流從芯流過(guò)再沿外壁流回。求介質(zhì)中磁場(chǎng)分布。方向沿圓的切線(xiàn)方向第20頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、鐵磁質(zhì)的宏觀性質(zhì)1.r

1可使原場(chǎng)大幅度增加2.r與磁化歷史有關(guān)B-H

非線(xiàn)性裝置起始磁化曲線(xiàn)§9.4鐵磁質(zhì)磁飽和狀態(tài)第21頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.磁滯現(xiàn)象---剩磁---矯頑力abcdef磁滯回線(xiàn)鐵磁質(zhì)的磁化狀態(tài)并不能由勵(lì)磁電流或H單值的確定，它還取決于該鐵磁質(zhì)此前的磁化歷史4.居里溫度順磁質(zhì)

居里點(diǎn)鐵7670C鎳3570C第22頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三磁滯損耗

在交變電磁場(chǎng)中鐵磁質(zhì)的反復(fù)磁化將引起介質(zhì)的發(fā)熱稱(chēng)為磁滯損耗

實(shí)驗(yàn)和理論都可以證明磁滯損耗和磁質(zhì)回線(xiàn)所包圍的面積成正比BH第23頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三

應(yīng)用：硅鋼片作變壓器、電機(jī)、電磁鐵的鐵芯鐵氧體（非金屬）作高頻線(xiàn)圈的磁芯材料磁性材料：軟磁材料BH

特點(diǎn)：磁導(dǎo)率大矯頑力小容易磁化也容易退磁磁滯回線(xiàn)包圍面積小磁滯損耗小第24頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三

特點(diǎn)：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度大矯頑力大不容易磁化也不容易退磁磁滯回線(xiàn)寬磁滯損耗大硬磁材料應(yīng)用：作永久磁鐵永磁喇叭BH第25頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三磁致伸縮—磁致伸縮長(zhǎng)度相對(duì)改變約10-5量級(jí)溫