第七章磁介质教材ppt课件.ppt

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1、第七章磁介质磁介质放入磁场中要受到磁场作用而发生磁化，本章以环形电流与磁偶极子等效为出发点，描述了介质的磁化情况，由此得出有介质存在时静磁场的基本规律。什么是磁介质?在外磁场的作用下内部结构发生变化，并且反过来影响外磁场的物质。磁介质的磁化：在磁场的作用下磁介质内部结构发生变化的过程。上一页下一页返回§7-1磁介质的磁化（一）磁介质对磁场的影响BI实验表明，软铁心使管内的磁感应强度B大大增强．IB0B以B0和B分别表示管内为真空和充满磁介质时的磁感应强度，则由实验得出它们的大小关系为称为磁介质的相对磁导率磁介质的种类或

2、状态的不同，则不同.上一页下一页返回(铜、水、氢、银等)(铁、钴、镍等)(空气,铝、铬、等)磁介质的分类(1)顺磁质：在外磁场中呈现十分微弱的磁性，磁化后具有与外磁场同向的附加磁场的物质，如铝，铬等(2)抗磁质：在外磁场中呈现十分微弱的磁性，磁化后具有与外磁场反向的附加磁场的物质，如铜，铅等上一页下一页返回(3)铁磁质：在外磁场中呈现很强的磁性，磁化后具有很强的，与外磁场同向的附加磁场的物质，如铁，钴，镍等（二）分子电流分子磁矩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，对应有轨道磁矩和自旋磁矩。整个分子

3、磁矩是其中各个电子的轨道磁矩和自旋磁矩以及核的自旋磁矩的矢量和（核的自旋磁矩常可忽略）。上一页下一页返回一个分子的各种磁矩的矢量和称为分子的固有磁矩，简称分子磁矩，用表示（三）顺磁质和抗磁质影响磁场的微观解释每个分子可以用一个等效的原电流表示，称为分子电流。(1)顺磁质：无外磁场作用时，分子的固有磁矩不为零但各个分子磁矩的取向杂乱无章，因而所有分子磁矩的矢量和等于零。无外磁场顺磁质的磁化有外磁场上一页下一页返回在有外磁场时，一方面分子磁矩沿方向取向，所以总磁矩不为零，总磁矩沿的方向，介质被磁化了。也就是说，这种介质处于

4、外磁场中时， 在宏观上显示了磁性并产生附加磁场，使介质所在空间的磁场增强。设附加磁场的磁感应强度为总磁场大小所以，总磁场加强结论：无外磁场时顺磁质对外界不表现磁性。上一页下一页返回（2）抗磁质：无外磁场作用时，分子的固有磁矩为零。结论：无外磁场时这种磁介质在宏观上不显磁性。在有外磁场时产生感应磁矩，宏观上显示磁性，而附加分子磁矩与反向，因此总磁矩不为零。总磁场大小所以，总磁场减小上一页下一页返回（3）铁磁质单晶磁畴结构示意图多晶磁畴结构示意图在铁磁质中，相邻铁原子中的电子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相

5、邻原子中电子的自旋磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域称为磁畴。上一页下一页返回§7-2 磁化强度矢量（一）磁化强度矢量注意：因为②真空中。①无外磁场Bo时，介质中。定义：单位体积内的分子磁矩的矢量和称为磁化强度矢量，用表示。在已磁化的磁体内取任一体积元体积元内分子磁矩矢量和为单位：A/m上一页下一页返回当磁介质中各点的M均相同时，则表示该介质是均匀磁化的．顺磁质磁化时，M与外磁场B0方向相同；抗磁质磁化时，M与外磁场B0方向相反．（二）磁化电流与磁化强度矢量的关系磁化面电流

6、的出现磁化电流上一页下一页返回在一般磁化情况下，可以证明，穿过以L为边界线的S曲面的总磁化电流与磁化强度矢量M的关系为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，称为磁化电流（或束缚电流）。上一页下一页返回设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为（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为证明：上一页下一页返回取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质内部，平行与柱体轴线，长度为l，而BC、AD两边则垂直于柱

7、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。上一页下一页返回（1）磁介质内部磁化电流体密度J’由磁化强度决定。在均匀磁化的磁介质中J‘=0。（2）两磁介质界面上的磁化电流面密度由磁强度M依下式决定：§7.1-3磁介质存在时的安培环路定理束缚电流传导电流有磁介质的总磁场不管是传导电流产生磁场，还是磁化电流产生磁场，都遵守毕奥一萨伐尔定律和叠加原理，所以，第五章讲的安培环路定理应改为上一页下一页返回磁介质中的安培环路定理束缚电流传导电流有磁介质的总磁场L上一页下一页返回定义磁场强度则有：磁场强度

8、沿任意闭合回路L的线积分等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和。物理意义H的环流仅与传导电流I有关,与介质无关。(当I相同时，尽管介质不同，H在同一点上也不相同，然而环流却相同)。因此可以用它求场量，就象求那样。磁场强度H的单位：安培/米(A/m),高斯单位制中单位是：Oe(奥斯特)1奥斯特=103/4(A/m)1高斯=104特