《磁学基础知识》PPT课件

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1、磁性功能材料MagneticFunctionalMaterials童六牛安徽工业大学材料学院E-mail:lntong@ahut.edu.cn第一章磁学基础知识（二）材料的磁化(一)基本磁性参量(三）物质磁性的分类（四）温度对物质磁性的影响(五）磁各向异性（六）磁致伸缩（七）磁化过程与技术磁参量磁与电究竟存在什么联系?磁学基础－物质的磁性物质的磁性环型电流的磁矩:磁矩大小=电流强度·回路所围面积磁矩的方向：右手螺旋定则确定ni磁性的起源OriginofMagnetism磁学基础－物质的磁性电子的轨道磁矩和自旋磁矩电子轨道运动产生

2、电子轨道磁矩电子自旋产生电子自旋磁矩构成原子的总磁矩物质磁性的起源磁学基础－物质的磁性磁矩:μm=iS(A·m2)磁矩是表示磁体本质的一个物理量。任何一个封闭的电流都具有磁矩ｍ=IS。其方向与环形电流法线的方向一致，其大小为电流与封闭环形的面积的乘积IΔS。磁偶极矩:jm=ml(Wb·m),其中m为磁偶极子的磁极强度.两个磁极间作用力：F=（m1m2）/（4πμ0r2)jm=μ0μm,其中μ0=4π×10-7H/m1.1磁学基础－基本磁性参量MagneticTerminology&Units磁化强度M定义为物质单位体积的磁矩：

3、是一个面积为s的电流为i的环形电流的磁矩。单位是A﹒m2,因此磁化强度的单位是A﹒m-1,它和磁场强度H的单位是一样的。磁极化强度Jm定义为物质单位体积的磁偶极矩：jm是一个长度为l,磁荷为±qm的磁偶极子，其单位是：Wb﹒m，因此磁极化强度的单位是：Wb﹒m-2(和磁感应强度B单位T一致)两个物理量之间的关系为：1.1磁学基础－基本磁性参量磁化强度M和磁极化强度Jm磁场强度（H）：电流为I的电流在一个每米有N匝线圈的无限长螺旋管轴线中央产生的磁场强度H为：H=n×IA/m（安/米）无限长载流直导线的磁场强度H为：H=I/（2π

4、r）磁感应强度(B):物质在外磁场作用下，其内部原子磁矩的有序排列还将产生一个附加磁场。在磁性材料内部外加磁场与附加磁场的和,单位为T（特斯拉）或Wb/m2。1.1磁学基础－基本磁性参量磁场强度（H）和磁磁感应强度(B):磁化强度(M):单位体积磁体内各磁畴磁矩的矢量和，单位[A/m]B=μ0(H+M)SIB单位是[T]或[Wb/m2]）B=μ0H+4πM)CGSB单位是高斯（Gauss）在真空中磁感应强度B与磁场强度H间的关系为：B=μ0H在磁性材料中：B=μ0（H+M）在均匀的磁性材料中，上式的矢量和可改成代数和：B=μ0（

5、H+M）磁性材料的磁导率定义为磁感应强度与磁场强度之比：μ=B/Hμ0:真空磁导率;μ:绝对磁导率，单位为H/m，μr:相对磁导率μr=μ/μ0磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比：χ=M/H1.1磁学基础－基本磁性参量磁导率和磁化率磁化率和磁导率χ反映物质磁化的难易程度。MHχH磁化率(c)(MagneticSusceptibility)：(thesameforS.I.andcgsunits).1.1磁学基础－基本磁性参量磁感应强度:B(特斯拉)磁场强度:H(安/米)磁化强度:M(安/米)物质磁化后的总磁场为B：B=μ0（H

6、+M）B=μ0（1+χ）HB=μH=B/HμHBMHsHMB1.1磁学基础－基本磁性参量磁导率μDefinitionsofThreeMagneticVectors:H      Magneticfield,磁场强度M      Magnetization,磁化强度B      Magneticinduction,磁感应强度1.1磁学基础－基本磁性参量磁场强度H和磁感应强度B电磁学的单位由于历史的原因曾有过多种，有静电制(CGSE)，静磁制(CGSM)，高斯制，以及目前规定通用的国际单位制（MKSA)，加之历史上对磁性起源有过不

7、同的认识，至目前为止，磁学量单位的使用上仍存在着一些混乱，较早的文献多使用高斯制，目前虽多数文献采用了国际单位制，但仍不时有使用高斯单位制出现的情况。因此必须熟悉两种单位制之间的换算：国际单位制（SI）高斯单位制（EMU）没有0！1.1磁学基础－基本磁性参量TwoUnits:CGS: (centimeter,gram,second),fictitiousmagneticpolesSI:(SI:systmeinternationale),currentsources国际单位制（SI）高斯单位制（EMU）单位:B：高斯（Gauss

8、）H：奥斯特（Oe）单位:B：特斯拉（T）或Wb/m2H：（A/m）磁学量符号SI单位制高斯单位emu→SI磁场强度HA﹒m-1Oe×103/4π磁感应强度BTGs×10-4磁化强度MA﹒m-1Gs×103磁通量WbMx×10-8磁矩A﹒m2emu×10-3磁偶