08秋电磁学第八讲.ppt

磁 介 质 ◆ 　磁化强度矢量 磁化强度矢量：单位体积内分子磁矩的矢量和。 ◆　讨论磁化强度矢量与磁化电流之间的关系 设体积元内的分子可看成完全相同的电流环 都具有相同的磁矩 m分子=Ia 则介质中的磁化强度为 M=nm分子=nIa 线元dl穿过的所有分子环流的电流 nIadlcosθ=nIa·dl=nm分子·dl=M·dl ◆　磁化强度与表面磁化电流的关系 二、磁介质内的磁感应强度B 磁介质内的磁感应强度B应为磁化场B0与磁化电流所产生的附加磁场B′的矢量和。 B= B0+ B′ 三、有磁介质时的安培环路定理 例题 用安培环路定理计算充满磁介质的螺绕环内的磁感应强度B，已知磁化场的磁感应强度为B0，介质的磁化强度为M。 四、磁介质的磁化规律 例题 求绕在磁导率为μ的闭合磁环上的螺绕环与同样匝数和尺寸的空心螺绕环自感之比之比。 例题：相对磁导率为μr1的无限长磁介质圆柱，半径为R1,其中通以电流I，且电流沿横截面均匀分布。在磁介质圆柱的外面有半径为R2的无限长同轴圆柱面，该圆柱面上通有大小也为I但方向相反的电流。在圆柱面和圆柱体之间充满相对磁导率为μr2（ μr1）的均匀磁介质，圆柱外为真空。试求B和H的分布以及在半径为R1的界面上的磁化电流的大小。 解：求场分布 求磁化电流 2.磁介质的分类 在顺磁性物质中，分子具有固有磁矩。 电子受到洛伦兹力 a) ω//B 洛伦兹力指向中心 ω=ω0+△ω b) ω//-B 洛伦兹力指向外 ω=ω0-△ω 作业 P290-291 25、33、35的（1）（2）问题 铁磁体 一. 铁磁体的特点 二. 铁磁质磁化规律 磁滞回线 【讨论三】： 三. 磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比 边界条件 一. 磁介质的边界条件 的切向分量的连续性 【例1】： 二. 线在边界面上的“折射” 三. 简单磁路 【例1】： 作业 P292-293 37，44，45 * 一、磁介质的磁化 实验表明，铁芯可以使线圈中的磁通量增加，这是因为铁芯在磁场中被磁化。 解释磁化有两种观点：分子电流观点和磁荷观点 分子电流观点： 磁化场 励磁电流 磁化电流 附加磁场 B0∝I0 I0 I′ B′ 棒内总磁场 B=B0+B′ i′：面磁化电流密度 例题：求一根沿轴均匀磁化的磁介质圆棒内的磁场。已知磁化强度为M。 将安培环路定理推广到有磁介质的情况 定义磁场强度矢量H 有磁介质时的安培环路定理 在真空中M=0 磁场强度H的单位是安培/米. 1. 磁化率和磁导率 磁化规律： 磁化强度M、磁感应强度B和磁场强度H之间的依赖关系 z R1 R2 z R1 R2 a.顺磁质 b.抗磁质 c.铁磁质 M与H无单值关系 大多数玻璃，锰，铝，铁盐与镍盐的容液等； 铜，硫，铋，氢气，水及惰性气体等； 铁，钴，镍及其合金，铁氧体等。 3.顺磁质和抗磁质的磁性 顺磁性的微观机理 顺磁质和抗磁质的磁化规律 M=χmH , |χm|1 , B=μμ0H , μ≈1 磁导率, μ=1+ χm 电子的磁矩包括轨道磁矩和自旋磁矩 电子的磁矩与ω方向相反 抗磁性的微观机理 抗磁物质中，各电子的磁矩互相抵消，因而整个分子没有固有磁矩。 设一个电子以角速度ω0、半径r绕原子作圆周运动。 电子受到库仑力： 设电子轨道面与外磁场垂直 结论：在抗磁质中，每个分子没有固有磁矩，在加了外磁场后，每个电子的感生磁矩△m却都与外磁场方向相反，从而整个分子内将产生与外磁场方向相反的感生磁矩。 落后于 ，—— 磁滞现象 是 的复杂函数，（ 是磁化场） 材 料 居里点 附加磁场 很大， 剩余磁性 —— 剩磁 居里温度，高于居里温度时，铁磁质呈现顺磁性 温度降至居里点以下后，又恢复铁磁性 铁 1 043 k 钴 1 388 k 镍 631 k 日常应用例：电饭煲。 磁化曲线 0 M H 1 2 3 。 。 。 (a) M~H曲线 0 B H 1 2 3 。 。 。 (b) B~H曲线 【讨论一】： 磁化曲线（起始磁化曲线） “0~1”：缓慢上升； “1~2”：激烈上升； “2~3”：减慢上升； “3