《电磁学05磁介质》PPT课件

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1、9.7,9.8,9.111第五章有磁介质时的磁场§5.1磁介质对磁场的影响§5.2磁介质的磁化§5.3有磁介质时磁场的规律§5.4铁磁质△§5.5简单磁路2§5.1磁介质对磁场的影响磁介质（magneticmedium）是能够影响磁场分布的物质。传导电流，介质磁化均匀各向同性介质充满磁场所在空间时，有：μr─相对磁导率(ralativepermeability)3▲弱磁质，顺磁质（paramagneticsubstance）如：Mn，Al，O2，N2…抗磁质（diamagneticsubsta

2、nce）如：Cu，Ag，Cl2，H2…▲铁磁质（ferromagneticsubstance）如：Fe，Co，Ni…磁介质的分类：4在磁场作用下，介质出现磁性或磁性发生变化的现象。§6.2磁介质的磁化磁化(magnetization)：一.分子磁矩和分子电流(molecularmagneticmoment)(molecularcurrent)5·pmLr·-e电子的轨道磁矩·轨道半径—r(圆轨道)电子速率—·轨道电流电子的轨道磁矩对氢原子基态，pm=0.9310-23Am26·电子轨道角动量(

3、圆轨道)L=mrm—电子质量·电子轨道磁矩与轨道角动量的关系电子自旋磁矩(spinmagneticmoment)·实验证明：电子有自旋磁矩自旋磁矩和自旋角动量S的关系7分子磁矩分子磁矩是分子中所有电子的轨道磁矩和所有电子自旋磁矩与所有核磁矩的矢量和。p核—核(自旋)磁矩8二.顺磁质磁化顺磁质分子有固有的分子磁矩（主要是电子轨道和自旋磁矩的贡献）热运动使完全混乱，不显磁性。9三.抗磁质的磁化抗磁质的分子固有磁矩为0。不显磁性附加磁矩显示抗磁性为什么反平行于呢？10以电子的轨道运动为例，第i个电

4、子受的磁力矩电子轨道角动量增量∴电子旋进，它引起的感应磁矩反平行于。这种效应在顺磁质中也有，不过与分子固有磁矩的转向效应相比弱得多。11四.磁化强度与磁化电流（magnetizationandmagnetizationcurrent）1.磁化强度：对顺磁质和抗磁质，实验表明：可表示成：─磁导率(permeability)2.磁化电流：由于介质磁化而出现的一些等效的附加电流分布。12介质内：穿过L所围曲面△S的磁化电流：套住dl的分子电流:13介质表面：选磁化面电流密度14§6.3有磁介质时磁场的规律考

5、虑到磁化电流，（1）式则需要修改。一.的环路定理设：I0─传导电流，I─磁化电流。15令─磁场强度(magneticfieldintensity)得：─的环路定理H▲H的单位：A/m(SI)；Oe(奥斯特，Oersted)，1。▲真空：16▲各向同性磁介质：χm─磁化率(magneticsusceptibility)17二.环路定理的应用举例[例1]：证明在各向同性均匀磁介质内，无传导电流处，也无磁化电流。介质中闭合回路L所套联的分子电流为：证：L可任取，且可无限缩小，故I0=0处，I=0。18[

6、例2]（书P297）三.磁场的界面关系，*静磁屏蔽由可得B1n=B2n(1)设界面无传导电流，由可得H1t=H2t(2)即：(2)＇19在1很大的介质1中，线几乎平行界面，这就是铁磁质中线沿铁芯“走”的情形。若，则，当时，20*静磁屏蔽计算表明：t=1cm时，k=0.5%。屏蔽系数若t=0.1cm时，k=5%；则精密探头、显象管…都需要磁屏蔽。21各电子的自旋磁矩靠交换偶合作用可取得一致方向，§6.4铁磁质(ferromagneticsubstance)一.磁畴（magneticdomain）形成自

7、发的均匀磁化小区域─磁畴。铁磁质中起主要作用的是电子的自旋磁矩。未加磁场在磁场B中22各种材料磁畴线度相差较大：一般为10-4~10-5m，从10-3m到10-6m，磁畴体积约为10-6mm3，一个磁畴中约有1012~1015个原子。易磁化方向(directionofeasymagnetization)，由晶体的结构决定。磁畴的磁矩就沿某个易磁化方向排列。为什么不形成一个磁化整体呢？NSNS静磁能高交换能低NSSN静磁能低交换能高矛盾因素协调平衡，才使铁磁体整体能量最低。23二.铁磁质的磁化规律铁磁质

8、关系非线性，也不单值，形式上表示为，也不唯一。1.起始磁化曲线由此可得到B~H曲线：24BS─饱和磁感强度(saturationmagneticinduction)；μi─起始磁导率；μm─最大磁导率。巴克豪森效应(Barkhauseneffect)，可用作金相结构分析，测晶粒度、杂质分布、应力分布等，且是无损探测、快捷简便。25262.磁滞回线（hysteresisloop）：B落后于H变化，称磁滞现象。Br─剩余磁感强度(remanentmagnet