電磁學 19磁介質學習資料

第8章

MagneticMediuminMagneticField

磁場中的磁介質B0是真空中的磁場，放入磁介質后，介質內(nèi)的磁場為B。磁介質的相對磁導率一、磁介質對磁場的影響2.磁介質的種類<1>抗磁質：

r<1.B<B0

略減弱<2>順磁質：

r>1.B>B0.

略增強<3>鐵磁質：

r>>1.B>>B0.為什么磁介質對磁場有這樣的影響？3.分子磁矩載流線圈的磁矩其方向與電流成右手定則

電子的磁矩：軌道磁矩自旋磁矩原子核的磁矩：約為1/1000me

分子的磁矩：抗磁質:順磁質:鐵磁質:固有磁矩分子的磁矩：固有磁矩在外場中取向產(chǎn)生面磁化電流，進而產(chǎn)生附加磁場。4.磁介質的磁化機制<1>順磁質:<2>抗磁質：產(chǎn)生與外場反向的感生磁矩面磁化電流產(chǎn)生附加磁場<3>鐵磁質：根據(jù)現(xiàn)代理論，鐵磁質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)磁化達到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域。這些區(qū)域稱為“磁疇”多晶磁疇結構示意圖定義:磁化強度5、磁化強度Is——磁化電流js——沿軸線單位長度上磁化電流線密度磁化強度M在量值上等于磁化電流線密度。(1)理論與實驗表明，在一般條件下：磁化強度M與外磁場B成正比abcd取如圖所示的積分環(huán)路abcda:磁化強度對閉合回路L的線積分，等于穿過以L為周界的任意曲面的磁化電流的代數(shù)和。(2)磁化強度與磁化電流的關系二、磁場強度H的環(huán)路定理1、磁介質中的磁場是由傳導電流和磁化電流共同產(chǎn)生束縛電流傳導電流有磁介質的總場安培環(huán)路定理定義磁場強度在穩(wěn)恒磁場中，磁場強度矢量沿任一閉合路徑的線積分（即環(huán)流）等于包圍在環(huán)路內(nèi)各傳導電流電流的代數(shù)和，而與磁化電流無關。單位：安培/米(A/m)2.磁場強度：3.H的環(huán)路定理沿任一閉合路徑磁場強度的環(huán)路積分等于該閉合路徑所包圍的自由電流的代數(shù)和4.磁介質中磁場的規(guī)律磁介質中的高斯定理<1><2>與介質磁化產(chǎn)生的束縛電流無關，可應用于求B'0BBBvvv+=,0=

òòSdBsvv磁場強度、磁感應強度的關系介質的磁導率HBvvm=<3>三

FerromagneticMaterials

鐵磁質1、磁介質的磁化曲線起始磁化曲線:1、磁化曲線初始磁化曲線.......矯頑力飽和磁感應強度磁滯回線剩磁2、鐵磁材料磁滯回線B的變化落后于H，從而具有剩磁，即磁滯效應。每個H對應不同的B與磁化的歷史有關。磁滯回線--不可逆過程在交變電流的勵磁下反復磁化使其溫度升高的磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。鐵磁體與鐵電體類似；在交變場的作用下，它的形狀會隨之變化，稱為磁致伸縮（10-5數(shù)量級）它可用做換能器，在超聲及檢測技術中大有作為。3.

有剩磁、磁飽和及磁滯現(xiàn)象。2.

有很大的磁導率。放入線圈中時可以使磁場增強102~

104倍。4.溫度超過居里點時，鐵磁質轉變?yōu)轫槾刨|。1.

磁導率μ不是一個常量，它的值不僅決定于原線圈中的電流，還決定于鐵磁質樣品磁化的歷史。

B

和H

不是線性關系。3、鐵磁質的特點居里點:實驗指出，當溫度高達一定程度時，鐵磁材料的上述特性將消失而成為順磁質，這一溫度叫居里點不同的鐵磁質居里點不同如：鐵為1040K，鈷為1390K，鎳為630K（1）軟磁性材料:特點：矯頑力小、磁導率大、磁滯損耗低。磁滯回線窄。易于磁化與退磁，用于制造變壓器和交流電機的鐵芯。純鐵，硅鋼坡莫合金(Fe，Ni)，鐵氧體等。4、鐵磁質的分類（2）硬磁性材料:特點：矯頑力大、磁導率小、磁滯損耗高。磁滯回線寬。不易磁化，用于制造永久磁鐵、磁帶和記憶元件。鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金矯頑力(Hc)大（>102A/m)，剩磁Br大磁滯回線的面積大，損耗大。(3)矩磁材料——作存儲元件Br=BS

，Hc不大，磁滯回