工程电磁场原理教学课件.ppt

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1、作业：3-9，3-123.4.5B线(1)定义描绘磁场分布的一类线：线上任意一点的切线方向，与该点的磁感应强度方向一致；线的疏密，表示大小3.4.5B线(2)B线满足的微分方程直角坐标系3.4.5B线(2)B线满足的微分方程圆柱坐标系平行平面场(2)B线满足的微分方程轴对称场(2)B线满足的微分方程3.4.5B线例3-16无限长直载流导线的线分布3.5媒质中的磁场(1)原子核的自旋(2)电子的自旋(3)电子绕原子核的环行3.5.1媒质的磁化(1)磁化实验表明，同一载流回路在真空与在其他媒质中激发的磁场是不同的磁性媒质在外磁场作用下发生磁化微观电流等效为安培电

2、流磁偶极子束(1)磁化3.5.1媒质的磁化用磁偶极子来描述这种微观电流。定义磁偶极子的磁偶极矩为(1)磁化a)无外磁场作用安培电流的方向是随机的，磁偶极矩互相抵消，宏观作用效果是对外不显现磁性3.5媒质中的磁场(1)磁化b)存在外磁场安培电流作为一个磁偶极子，要受到力矩(1)磁化b)存在外磁场的作用，形成一个与原磁场同向或反向的磁化磁场，此即为物质的磁化状态为刻划磁化的强弱，引入磁化强度矢量(MagnetizationVector)(1)磁化b)存在外磁场按物质磁化的不同性质，可将物质分为a)抗磁性物质Cu,Zn,Ag,Hg,Sb,Bi等(2)磁性媒质的分类3.5.1媒质的磁

3、化外磁场作用下产生的磁矩方向总是与外磁场相反—削弱外磁场b)顺磁性物质Al,Sn,Mg,W,Pt等(2)磁性媒质的分类外磁场作用下产生的磁矩方向总是与外磁场相同，增强外磁场c)铁磁性物质磁滞现象Fe,Ni,Co和它们的某些合金大量应用于工频电磁设备中(2)磁性媒质的分类外磁场作用下，磁化作用大大加强外磁场(2)磁化电流密度与磁化强度的关系出发点：磁偶极子产生的矢量磁位的计算式元体积包含的磁偶极子产生的矢量磁位(2)磁化电流密度与磁化强度的关系对照体电流、面电流产生的矢量磁位的计算式可知en的方向为交界面的外法线方向。由S.T.可知均匀磁化时，为一常矢量不均匀磁化时(2)磁

4、化电流密度与磁化强度的关系磁化媒质中，磁化强度沿任意闭合回路的线积分等于该闭合回路中包围的磁化电流---与磁场强度类似3.5.2磁场强度一般形式的安培环路定律A.C.L.对含有磁化媒质中的磁场，是外施激磁场和磁化场的合成。故可看成在真空中的激磁电流I和磁化电流Im共同作用产生的磁场。任取一闭合回路l，应用安培环路定律3.5.2磁场强度一般形式的A.C.L.定义为磁场强度一般形式的安培环路定律3.5.2磁场强度一般形式的A.C.L.磁场强度的闭合线积分，与磁化电流（磁化媒质的分布）无关，只与回路交链的自由电流有关。磁场强度的分布，与磁化媒质的分布有关对于具有对称性的场的分

5、析计算，应用一般形式的安培环路定律，将变得非常简便。3.5.3媒质的磁导率对于大多数的磁性媒质MagneticsusceptibilitypermeabilityRelativepermeability3.5.4不同媒质分界面上的边界条件(1)两种不同磁媒质分界面上的B.C.B1n=B2n静电场恒定磁场3.5.4不同媒质分界面上的边界条件(1)两种不同磁媒质分界面上的B.C.电流片电流密度的参考方向与回路的环行方向成右螺旋关系。实际电流方向与参考方向一致，取正，反之，取负3.5.4不同媒质分界面上的边界条件(1)两种不同磁媒质分界面上的B.C.当分界面上没有宏观自由电流

6、分布，，此时B线的折射定律3.人为假设——如分析电机气隙磁场时，常将电枢绕组电流理想化为一置于气隙周界上无限薄层的面电流分布形态；1.理论上，在理想导体()，超导体表面才可能有2.工程上，电流趋肤效应十分显著的导体表面，基于工程观点，可看作形态的分布；3.5.4不同媒质分界面上的边界条件(1)两种不同磁媒质分界面上的B.C.(2)铁磁媒质(1)与空气(20)分界面上的B.C.1>>2类比于恒定电流的电场在紧接铁磁媒质与空气分界面的空气侧，B、H线均近似于垂直于分界面当以矢量磁位或标量磁位m为计算场量，则对应于以上两种B.C.的表达式为平行平面场(2D)(3

7、)边界条件的位函数表示a)一般条件当以矢量磁位或标量磁位m为计算场量，则对应于以上两种B.C.的表达式为(3)边界条件的位函数表示a)一般条件b)铁磁媒质(1)与空气(20)分界面上的B.C.(3)边界条件的位函数表示3.5.5场分布例3-17无限长直圆形载流导线的磁场3.5.5场分布分析平行平面磁场轴对称1.安培环路定律的应用计算取与圆柱导线同心圆作积分路径在该积分路径上的任意一点：磁场强度的方向与积分方向一致积分方向为逆时针在该路径上所有点的磁场强度大小都相同矢量