10第三章3.3-3.4.pptVIP

小测 真空中一半径为a的无限长导体圆柱，其中均匀流 过电流I，求导体内外的磁感应强度。 作业（P183） 3-7 3-14 * * * 3.3 媒质的磁化 一、媒质的磁化（Magnetization） 1、与电场和电介质相互作用，使电介质极化，产生附加电场一样，磁场会对放入其中的磁介质发生作用，使介质处在磁化的状态之中。 磁化介质也会产生附加磁场 。磁场中任一点的磁场强度 物质的原子或分子中的电子环绕原子核的运动和自旋都能产生磁效应。这种运动的束缚电荷形成环形电流，称为原子电流（或安培电流），它们不产生电荷迁移，但也能产生磁感应强度。 媒质的磁化产生的物理现象和分析方法与静电场媒质的极化类同 2、原子电流是一很小的闭合电流。可用磁偶极子的概念加以描述： 磁偶极子是很小的面积为dS的载流回路。 的正方向与回路电流的正方向成右手螺旋关系。场中任一点到回路中心的距离比回路的尺度大得多。外场B在磁偶极子中看成是均匀的。 ?国际单位制中单位（A.m2） 定义磁偶极矩（磁矩）： 无外磁场作用时，媒质对外不显磁性， 在外磁场作用下，磁偶极子发生旋转， 转矩为Ti=mi×B ， 旋转方向使磁偶极矩方向与外磁场方向一致，对外呈现磁性，称为磁化现象。 图3.2.14 磁偶极子 图3.2.15 磁偶极子受磁场力而转动 媒质的磁化 在外磁场 中，磁偶极子所受到的转矩 磁偶极子的转动方向总是力图使它自己的磁场与外磁场方向一致，即力图增强外磁场。 和 同向或反向时 ，同向时是稳定位置，反向时是不稳定的。 这样，总的磁矩不再等于0，因而整块物质呈现磁性，这种现象称为物质的磁化，或媒质的磁化 二、磁化电流密度 描述磁化程度的宏观量为磁化强度 单位体积中的磁偶极矩。 1、未磁化时 ， 是随机分布的， 为零。 2、在外磁场作用下，原子电流受到向外磁场方向的转矩， 不为零。 3、 磁化后物质中存在磁化引起的体电流密度和面电流密度。 A/m 3）磁化电流 4）磁偶极子与电偶极子对比 体磁化电流 面磁化电流 ? 有磁介质存在时，场中任一点的 B 是自由电流和磁化电流共同作用在真空中产生的磁场。 结论： ? 磁化电流具有与传导电流相同的磁效应 例 3.2.3 判断磁化电流的方向。 模型 电量 产生的电场与磁场 电偶极子 磁偶极子 qd = P 三、一般形式的安培环路定律 在有导磁媒质的磁场中，任意取一闭合回路l，磁感应强度沿l的积分 其中I是自由电流，Im是磁化后引起的电流。 斯托克斯公式 称为磁场强度。 令， 对比静电场中介质极化情况， 当存在多个自由电流时 说明: ? H的环量仅与环路交链的自由电流有关。 ? 环路上任一点的H是由系统全部载流体产生的。 ? 电流的正、负仅取决于环路与电流的交链是否满足 右手螺旋关系，是为正，否为负。 图3.2.18 H 与I 成右螺旋关系 对各向同性的线性媒质 四、电流在导磁媒质中产生的磁场 在无限大均匀各向同性导磁媒质中，如果电流分布一定，磁场中各点的磁感应强度 的方向与真空时相应的方向一致，但量值是真空时的?r倍。 此时只需将真空时 的相应表达式中的?0换成?r即可得到导磁媒质中 以及 的表达式。 B与H的构成关系 且有 一、磁通连续性原理 穿过任意面积S的 通量称为磁通 由于 没有始端和终端，没有供 线发出或中止的源或沟，说明自然界不存在磁荷。 对于任意闭合面 B r B r B r 这说明磁场通过任意闭合面的磁通量为零，称之为磁通连续性原理，或称磁场中的高斯定律 图3.2.2 磁通连续性原理 3.4 恒定磁场的基本方程 分界面上的边界条件 B 线的性质： ? B 线是闭合的曲线; ? B 线不能相交 ( 除 B = 0 外 )； ? 闭合的 B 线与交链的电流成右手螺旋关系； ? B 强处,B 线稠密;反之,稀疏 图3.2.4 一载流导线 I 位于无限大铁板上方的磁场分布（B 线） 图3.2.5 长直螺线管磁场的分布（B 线） 图3.2.6 一载流导线I位于无限大铁板内的磁场分布（H 线） 图3.2.7 两根异向长直流导线的磁场分布 图3.2.8 两根相同方向长直流导线的磁场分布 图3.2.9 两对上下放置传输线的