《磁介质磁化》PPT课件

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1、1§15-1磁介质的磁化磁化强度矢量§15-2磁场强度矢量有介质时的安培环路定理§15-3铁磁质第15章磁介质的磁化21.磁介质磁介质:实体物质在磁场作用下呈现磁性,该物体称为磁介质。根据对外磁场响应的特点，将磁介质分为三种类型：顺磁质、抗磁质、铁磁质。§15-1磁介质的磁化磁化强度矢量电介质极化：磁介质磁化：总磁感强度外加磁感强度附加磁感强度磁化:磁介质在磁场作用下产生附加磁场的现象称为磁化。对比：3实验发现：有、无磁介质时螺旋管内磁感应强度的比值，可表征它们在磁场中的性质。相对磁导率:顺磁质：如氧、铝、钨、铂、铬等。磁介质抗磁质：铁磁质：如氮、水、铜、银、金、铋等。如铁、钴、镍等

2、。B'与B0同方向，B'与B0反方向，B'与B0同方向，42.分子磁矩分子电流原子中电子参与两种运动：自旋及绕核的轨道运动，对应有自旋磁矩和轨道磁矩。用等效的分子电流的磁效应来表示电子对外界磁效应的总和，称为分子固有磁矩。抗磁质：顺磁质：未加外磁场时:在抗磁质中，原子或分子中所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩矢量和为零。类比：电介质的微观图象有极分子、无极分子。在外电场作用下，分别有取向极化、位移极化。电偶极子模型：5抗磁材料在外磁场的作用下，磁体内任意体积元中大量分子或原子的附加感生磁矩的矢量和有一定的量值，结果在磁体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场，这就是抗磁性的起源。3.抗磁质的

3、磁化抗磁质：感生磁矩：+r6加外磁场时:顺磁质：当外磁场存在时，各分子磁矩受磁场力矩的作用，或多或少地转向磁场方向——顺磁质的磁化。4.顺磁质的磁化7在顺磁体内任意取一体积元V，其中各分子固有磁矩的矢量和将有一定的量值，因而在宏观上呈现出一个与外磁场同向的附加磁场，这就是顺磁性的起源。对顺磁质，感生磁矩可以忽略8反映磁介质磁化程度(大小与方向)的物理量。均匀磁化磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和加上附加磁矩的矢量和，称为磁化强度。磁化强度的单位：5.磁化强度矢量（1）磁化强度矢量注意：对顺磁质，可以忽略；对抗磁质，对于真空，。外磁场为零，磁化强度为零。外磁场不为零:顺磁

4、质抗磁质9（2）磁化电流对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺线管，称为磁化面电流。10设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为S（面磁化电流密度），则长为l的一段介质上的磁化电流强度IS为IIS取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质内部，平行于柱体轴线，长度为l，而BC、AD两边则垂直于柱面。磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围的面积内的总磁化电流。lABCD11无磁介质时有磁介质时§15-2磁场强度矢量有介质时的安培环路定理定义磁场强度磁介质中的安培环路定理：磁场强度沿任意

5、闭合路径的线积分等于穿过该路径的所有传导电流的代数和，而与磁化电流无关。12实验证明：对于各向同性的介质，在磁介质中任意一点磁化强度和磁场强度成正比。式中m只与磁介质的性质有关，称为磁介质的磁化率，是一个纯数。如果磁介质是均匀的，它是一个常量；如果磁介质是不均匀的，它是空间位置的函数。13注意：为研究介质中的磁场提供方便而不是反映磁场性质的基本物理量，才是反映磁场性质的基本物理量。磁导率=0r14例：长直螺旋管内充满均匀磁介质r，设电流I0，单位长度上的匝数为n。求管内的磁感应强度。解：因管外磁场为零，取如图所示安培回路15例：如图所示，一半径为R1的无限长圆柱体（导体≈

6、0）中均匀地通有电流I，在它外面有半径为R2的无限长同轴圆柱面，两者之间充满着磁导率为的均匀磁介质，在圆柱面上通有相反方向的电流I。试求（1）圆柱体外圆柱面内一点的磁场；（2）圆柱体内一点磁场；（3）圆柱面外一点的磁场。解（1）当两个无限长的同轴圆柱体和圆柱面中有电流通过时，它们所激发的磁场是轴对称分布的，而磁介质亦呈轴对称分布，因而不会改变场的这种对称分布。设圆柱体外圆柱面内一点到轴的垂直距离是r1，以r1为半径作一圆，取此圆为积分回路，根据安培环路定理有IIIR1R2r2r1r316（2）设在圆柱体内一点到轴的垂直距离是r2，则以r2为半径作一圆，根据安培环路定理有是该环路所

7、包围的电流部分，由此得IIIR1R2r2r1r3由B＝H，得17（3）在圆柱面外取一点，它到轴的垂直距离是r3，以r3为半径作一圆，根据安培环路定理,考虑到环路中所包围的电流的代数和为零，所以得即或IIIR1R2r2r1r318装置：环形螺绕环;铁磁质Fe,Co,Ni及稀钍族元素的化合物，能被强烈地磁化实验测量B,由得出r~H曲线铁磁质的r不一定是个常数，它是H的函数，r非线性；原理:励磁电流I;用安培定理得H磁饱和现象，到一定程度，I，H，而