南京邮电大学 大学物理 上 §11.1 磁介质 磁化强度.ppt

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1、§11.1磁介质磁化强度§7.9磁介质磁化强度一、物质的分子磁矩1.电子的轨道磁矩：等效成圆电流：2.电子自旋磁矩：3.核自旋磁矩：分子磁矩＝电子轨道磁矩+电子自旋磁矩+核自旋磁矩二、顺磁质与抗磁质1.顺磁质：分子磁矩≠0(亦称分子的固有磁矩)外场2.电子自旋磁矩：3.核自旋磁矩：分子磁矩＝电子轨道磁矩+电子自旋磁矩+核自旋磁矩顺磁质因磁化而产生的附加磁感应强度。二、顺磁质与抗磁质1.顺磁质：分子磁矩≠0(亦称分子的固有磁矩)外场外场介质内：，与同向，。磁化电流顺磁质因磁化而产生的附加磁感应强度。介质内：，与同向，。2.抗磁质：分子磁矩＝0(即分子的固有磁矩为零)█无外磁场

2、时：对外不显磁性！█当时：分子中的电子的轨道运动将受到影响，产生与相反的附加轨道磁矩(也称感应磁矩)！2.抗磁质：分子磁矩＝0(即分子的固有磁矩为零)█无外磁场时，对外不显磁性！█当时，可以证明：抗磁质因磁化而产生的附加磁感应强度。外场磁化电流介质内：，与反向，。抗磁质因磁化而产生的附加磁感应强度。外场磁化电流介质内：，与反向，。磁化电流分布在磁介质的表面。注：导体中由自由电子的定向移动所产生的电流称作自由电流或传导电流。二、磁化强度磁化强度：如何衡量磁介质被磁化的程度(A·m-1)实验发现：:相对磁导率。:磁化率(无单位)。☻在真空中：M＝0，μr=1，。☻顺磁质：μr>

3、1，；抗磁质：μr<1，；M与B同向。M与B反向。实验发现：:相对磁导率。:磁化率(无单位)。☻在真空中：M＝0，μr=1，。☻顺磁质：μr>1，；抗磁质：μr<1，；M与B同向。M与B反向。氧2.09×10-6铝2.3×10-5钨6.8×10-5钛7.06×10-5顺磁质抗磁质氢－9.9×10-9铜－9.8×10-6铋－1.66×10-5汞－3.2×10-5三、磁化强度与磁化电流间的关系若均匀磁化，总磁化电流：n:单位体积内分子电流数目。js:面磁化电流的线密度。一般地有如下关系：js:面磁化电流的线密度。一般地有如下关系：:磁介质表面外法线单位矢量。试判断:顺磁质中的磁

4、化电流方向。μr:磁介质表面外法线单位矢量。(俯视图)试判断:顺磁质中的磁化电流方向。μr分析：顺磁质与同向。即：磁化电流内侧：向上外侧：向下(俯视图)μr即：磁化电流内侧：向上外侧：向下1.磁介质：顺磁质：介质内B>B0；抗磁质：介质内BB0；抗磁质：介质内B

5、-1)即的安培环路定理。即沿任一闭合路径磁场强度的环路积分等于该闭合路径所包围的自由电流代数和。二、M、H、B间的关系即的安培环路定理。二、M、H、B间的关系说明☻μ＝μrμ0>0，称为磁介质的磁导率。☻磁介质中B与H同方向(各向同性均匀弱磁质)。☻磁介质中毕－萨定律：说明☻μ＝μrμ0>0，称为磁介质的磁导率。☻磁介质中B与H同方向(各向同性均匀弱磁质)。☻磁介质中毕－萨定律：例如图，同轴电缆：R1、R2、R3；磁介质：各相同性、μ；电流I沿圆柱导线向上均匀流去再由圆筒均匀流回。求H、B分布及介质内的M。μ解磁场分布为柱对称。例如图，同轴电缆：R1、R2、R3；磁介质：各

6、相同性、μ；电流I沿圆柱导线向上均匀流去再由圆筒均匀流回。求H、B分布及介质内的M。μ解磁场分布为柱对称。μμμμ磁介质内：(解毕)有磁介质时求磁场问题的一般方法：自由电流(传导电流)I0i分布磁介质内：(解毕)有磁介质时求磁场问题的一般方法：自由电流(传导电流)I0i分布1.H的安培环路定理：(Theend)1.H的安培环路定理：2.H、B、M间的关系：§11.3铁磁质及其磁化特性3铁磁质及其磁化特性一、铁磁质的磁化特性接测量仪器铁磁质：μr>>1铁磁质的μr不再为一常数。铁磁质的磁滞现象：Bs：饱和磁感应强度Hs：饱和磁场强度Hc：矫顽力Br：剩余磁感应强度例试判断下列

7、起始磁化曲线所对应的磁介质类型。a：铁磁质；b：顺磁质(μ>μ0)；c：抗磁质(μ<μ0)；二、磁畴铁磁质内电子间因自旋引起的相互作用非常强烈，其内形成很多小区域即磁畴。磁畴中电子的自旋磁矩排列整齐，具有较强的磁性。称作自发磁化。当温度升高到Tc时，铁磁性消失，退化为顺磁质，Tc为居里温度或居里点。铁：Tc＝1043K。三、铁磁性材料1.软磁材料特点：μr、Bs较大，矫顽力Hc和剩磁Br较小，磁滞特性不明显。如：纯铁、坡莫合金、硅钢等。用途：电磁铁、变压器、交流电动机、交流发电机等电器中的铁芯。2.硬磁材料特点：剩