大物電磁學(xué) 第9章 磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)

1、.,第九章 磁場(chǎng)中的磁介質(zhì),.,順磁質(zhì),定義:,如：氧、鋁、鎢、鉑、鉻等。,如：氮、水、銅、銀、金、鉍等。,如：鐵、鈷、鎳等,r不同的磁介質(zhì)在磁場(chǎng)中所表現(xiàn)出的特性不同：,抗磁質(zhì),鐵磁質(zhì),I,I,磁介質(zhì)對(duì)螺線管內(nèi)的場(chǎng)有影響 其內(nèi)總磁場(chǎng)是：,相對(duì)磁導(dǎo)率,分類,.,一、磁介質(zhì)的磁化,1. 分子的固有磁矩,2. 磁化強(qiáng)度矢量,單位體積內(nèi)分子 磁矩的矢量和,3. 磁化強(qiáng)度矢量與磁場(chǎng) 的關(guān)系,無外磁場(chǎng),有外磁場(chǎng),.,4. 磁化強(qiáng)度矢量與磁化面電流密度 j的關(guān)系,I,介質(zhì)的體積為：,更一般的證明為：,5. 磁化強(qiáng)度M與束縛電流 I 的關(guān)系,L,即磁化電流密度等于磁化強(qiáng)度沿該表面處的分量。,磁化強(qiáng)度M沿閉合回

2、路的線積分等于該回路包圍的磁化電流代數(shù)和。,.,二、有介質(zhì)時(shí)的高斯定理,無論是什么電流激發(fā)的磁場(chǎng)，其磁力線均是無頭無尾的閉合曲線。,介質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度：, 通過磁場(chǎng)中任意閉合曲面的磁通量為零。,即：,.,1. 磁場(chǎng)強(qiáng)度,2. 的環(huán)路定理,數(shù)學(xué)表達(dá)式,物理意義,三、有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理,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。,單位：安培/米(A/m),., 理解和應(yīng)用,用 的環(huán)路定理求 與前面所學(xué)的用 的環(huán)路定理求 的方法完全相同。,路內(nèi)總自由電流，路上總磁場(chǎng)強(qiáng)度,（同樣的應(yīng)用條件；,在相同載流體的情況下，取同樣的安培環(huán)路）,三、 和 的相互關(guān)系,（點(diǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系

3、）,相對(duì)磁導(dǎo)率,絕對(duì)磁導(dǎo)率,.,8,電極化現(xiàn)象,磁化現(xiàn)象,原因,原因,磁介質(zhì)的磁化規(guī)律可與電介質(zhì)的極化規(guī)律對(duì)比：,.,例1 （5670） 一無限長載流圓柱體，其上 電流強(qiáng)度 ，方向沿軸線；圓柱體 半徑 。此圓柱體外再罩一載流圓 筒，其上電流強(qiáng)度 ，方向與 相 反；圓柱面半徑 。求此載流系統(tǒng) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布。,截面圖（俯視）,.,如果在圓柱體與圓柱面之間充有兩層介質(zhì)，分界面半徑 。再求此載流系統(tǒng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布。（第一層介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率為r1 第二層介質(zhì)的磁導(dǎo)率為2 ）,安培環(huán)路形狀：,以載流體的軸線為圓心、半徑 、且所圍平面垂直軸的圓周。,安培環(huán)路定理左邊,圓柱內(nèi),.,根據(jù) 的安培環(huán)路定理,

4、有,第一層介質(zhì)內(nèi),方向：,圓周切線方向，且與電流成右手螺旋,根據(jù) 的安培環(huán)路定理,.,可得,同理可得,根據(jù),可得,.,方向：,圓周切線方向，且與電流成右手螺旋,.,例2 （5153） 截面為矩形的螺繞環(huán)共N匝， 內(nèi)徑為 、外徑為 ，環(huán)內(nèi)充有磁導(dǎo) 率為 的磁介質(zhì)，求通過螺繞環(huán)橫截 面的磁通量。,作以螺繞環(huán)軸線為中心，半徑 的圓周為安培環(huán)路。,解：,根據(jù) 的安培環(huán)路定理有,.,通過螺繞環(huán)橫截面的磁通量：,如果求通過螺繞環(huán)的總磁通量。則,.,1.磁化曲線,裝置：環(huán)形螺繞環(huán)，用鐵磁質(zhì) 充滿環(huán)內(nèi)空間。,實(shí)驗(yàn)測(cè)量B：,由,(1) 鐵磁質(zhì)的r 不是個(gè)常數(shù)，它是H 的函數(shù)。,原理：根據(jù)安培定理 由通有的傳導(dǎo)電流得：,結(jié)論,在螺繞環(huán)磁隙處測(cè)量,11,四、磁滯效應(yīng),.,B的變化落后于H，從而具有剩磁磁滯效應(yīng),1) 起始磁化曲線,2) 剩磁Br,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度BS,3) 矯頑力Hc,(2) 磁滯回線,12,作業(yè)： 9.6 9.7 9.8 9.9,.,補(bǔ)充題：螺繞環(huán)中心周長l = 10 cm，