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§4-3磁介質(zhì)(二)——磁荷觀點(diǎn)“磁荷”模型的要點(diǎn):

磁荷有正、負(fù),同號(hào)相斥,異號(hào)相吸磁荷遵循磁的庫(kù)侖定律(類似于電庫(kù)侖定律)定義磁場(chǎng)強(qiáng)度H為單位點(diǎn)磁荷所受的磁場(chǎng)力把磁介質(zhì)分子看作磁偶極子認(rèn)為磁化是大量分子磁偶極子規(guī)則取向使正、負(fù)磁荷聚集兩端的過程,磁體間的作用源于其中的磁荷?!?-3磁介質(zhì)(二)——磁荷觀點(diǎn)“磁荷”模型的要點(diǎn):3.1磁介質(zhì)的磁化磁極化強(qiáng)度矢量J

鐵芯的磁化:將一個(gè)沒有磁化的鐵芯插在線圈中,當(dāng)線圈里通入直流電時(shí),鐵芯將顯出磁性,在其兩端出現(xiàn)了N、S極。用磁荷觀點(diǎn)解釋磁化的微觀機(jī)制未磁化時(shí)當(dāng)線圈中通入電流后,它產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),叫做磁化場(chǎng)

磁化場(chǎng)將對(duì)每個(gè)磁偶極分子產(chǎn)生一個(gè)力矩,使它們的磁偶極矩轉(zhuǎn)向磁場(chǎng)的方向

Ho3.1磁介質(zhì)的磁化磁極化強(qiáng)度矢量J鐵芯的磁化:將一個(gè)在磁化場(chǎng)的力矩作用下,各磁偶極分子在一定程度上沿著磁場(chǎng)的方向排列起來在整個(gè)磁棒的兩個(gè)端面上分別出現(xiàn)N(+)、S(-)

極或者說+、-磁荷HoHo在磁化場(chǎng)的力矩作用下,各磁偶極分子在一定程度上沿著磁場(chǎng)的方向磁極化強(qiáng)度矢量J定義:?jiǎn)挝惑w積內(nèi)分子磁偶極矩的矢量和。未磁化時(shí)有磁化場(chǎng)時(shí)是一個(gè)沿方向的矢量

分子磁偶極矩p分子定向排列的程度愈高,它們的矢量和的數(shù)值愈大,從而磁極化強(qiáng)度矢量J的數(shù)值就愈大磁極化強(qiáng)度矢量J定義:?jiǎn)挝惑w積內(nèi)分子磁偶極矩的矢量和。未磁化3.2磁荷分布與磁極化強(qiáng)度矢量J的關(guān)系

與電介質(zhì)中的電極化強(qiáng)度矢量P比較,磁極化強(qiáng)度矢量J的通量為說明S是任意閉合面

包含在S內(nèi)磁荷的代數(shù)和

為磁介質(zhì)表面上磁荷的面密度

是磁介質(zhì)表面的外法向單位矢量

是之間的夾角與3.2磁荷分布與磁極化強(qiáng)度矢量J的關(guān)系與電介質(zhì)中的電極舉例:均勻磁化介質(zhì)球上的磁荷的分布

3.3退磁場(chǎng)與退磁因子退磁場(chǎng)附加磁場(chǎng)的方向和大小各處不同當(dāng)時(shí),取決于退磁場(chǎng)越大,介質(zhì)越不容易磁化,退磁場(chǎng)總是不利于介質(zhì)磁化的。

退磁場(chǎng)的方向與磁化場(chǎng)的方向相反舉例:均勻磁化介質(zhì)球上的磁荷的分布3.3退磁場(chǎng)與退磁因子退磁因子ba.cl/d較小dl/d→0將右側(cè)幾根磁棒磁化到同樣大小的,從而端面上有同樣的磁荷面密度。介質(zhì)棒內(nèi)中點(diǎn)附近的退磁場(chǎng)=?細(xì)而長(zhǎng)的磁棒,端面積小,總磁荷小,磁荷離中點(diǎn)遠(yuǎn),在中點(diǎn)附近的退磁場(chǎng)較弱退磁因子ba.cl/d較小dl/d→短而粗的磁棒,端面積大,總磁荷大,磁荷離中點(diǎn)近,在中點(diǎn)附近的退磁場(chǎng)較強(qiáng)退磁場(chǎng)當(dāng)J給定時(shí),與棒的幾何因素有關(guān)故ND是一個(gè)純數(shù),其大小由棒的幾何因素l/d決定,ND叫做介質(zhì)的退磁因子

l/d愈大,

ND是愈小,l/d愈小,

ND是愈大,ND

隨l/d的增大而減小

短而粗的磁棒,端面積大,總磁荷退磁因子的定量計(jì)算

棒端面上的磁荷面密度

根據(jù)磁的庫(kù)侖定律和疊加原理可算得它們?cè)谥行漠a(chǎn)生的退磁場(chǎng),其結(jié)果為(自己去推,依據(jù)書上方法)

又故對(duì)于無限長(zhǎng)磁棒

對(duì)于很薄的磁介質(zhì)片書4.194.604.61掉平方2退磁因子的定量計(jì)算棒端面上的磁荷面密度根據(jù)磁的庫(kù)侖定不同l/d值時(shí)退磁因子的數(shù)值(ND介于0和1之間)l/dNDl/dND0.00.20.40.60.81.01.52.01.0000000.7504840.5881540.4758260.3944400.3333330.2329810.1735643.05.010.020.050.0100.01000.0∞0.1087090.0558210.0202860.0067490.0014430.0004300.0000070.000000不同l/d值時(shí)退磁因子的數(shù)值(ND介于0和1之間)l/dN表中數(shù)值是通過對(duì)旋轉(zhuǎn)橢球體計(jì)算而來的

l和d相當(dāng)于橢球體的縱向和橫向主軸的長(zhǎng)度理論上證明,只有橢球形的磁介質(zhì)才能在均勻外磁場(chǎng)中均勻磁化,而有限長(zhǎng)的圓柱形磁介質(zhì)在均勻外磁場(chǎng)中的磁化也是不均勻的。用橢球體代替圓柱體計(jì)算退磁因子,是因?yàn)閲?yán)格說來,只有在均勻磁化的情形下退磁因子才有意義。表中數(shù)值是通過對(duì)旋轉(zhuǎn)橢球體計(jì)算而來的l和d相當(dāng)于橢球體的縱3.4安培環(huán)路定理高斯定理按磁荷觀點(diǎn),總磁場(chǎng)H0是電流產(chǎn)生的,應(yīng)由畢奧-薩伐爾公式?jīng)Q定H0滿足的安培環(huán)路定理和高斯定理分別為傳導(dǎo)電流3.4安培環(huán)路定理高斯定理按磁荷觀點(diǎn),總磁場(chǎng)H0是電流滿足的安培環(huán)路定理和高斯定理分別為是磁荷產(chǎn)生的,服從庫(kù)侖定律滿足的安培環(huán)路定理和高斯定理分別為滿足的安培環(huán)路定理和高斯定理分別為是磁荷產(chǎn)生的,服從庫(kù)侖定3.5磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量由引入一個(gè)輔助物理量定義磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量在真空中3.5磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量由引入一個(gè)輔助物理量定義磁感應(yīng)強(qiáng)3.6磁化率和磁導(dǎo)率電介質(zhì)中極化強(qiáng)度P與電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系

磁介質(zhì)中引入磁極化強(qiáng)度J與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的關(guān)系磁化率磁導(dǎo)率例11(P249)自己看對(duì)比:3.6磁化率和磁導(dǎo)率電介質(zhì)中極化強(qiáng)度P與電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系§4-3磁介質(zhì)(二)——磁荷觀點(diǎn)“磁荷”模型的要點(diǎn):

磁荷有正、負(fù),同號(hào)相斥,異號(hào)相吸磁荷遵循磁的庫(kù)侖定律(類似于電庫(kù)侖定律)定義磁場(chǎng)強(qiáng)度H為單位點(diǎn)磁荷所受的磁場(chǎng)力把磁介質(zhì)分子看作磁偶極子認(rèn)為磁化是大量分子磁偶極子規(guī)則取向使正、負(fù)磁荷聚集兩端的過程,磁體間的作用源于其中的磁荷?!?-3磁介質(zhì)(二)——磁荷觀點(diǎn)“磁荷”模型的要點(diǎn):3.1磁介質(zhì)的磁化磁極化強(qiáng)度矢量J

鐵芯的磁化:將一個(gè)沒有磁化的鐵芯插在線圈中,當(dāng)線圈里通入直流電時(shí),鐵芯將顯出磁性,在其兩端出現(xiàn)了N、S極。用磁荷觀點(diǎn)解釋磁化的微觀機(jī)制未磁化時(shí)當(dāng)線圈中通入電流后,它產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),叫做磁化場(chǎng)

磁化場(chǎng)將對(duì)每個(gè)磁偶極分子產(chǎn)生一個(gè)力矩,使它們的磁偶極矩轉(zhuǎn)向磁場(chǎng)的方向

Ho3.1磁介質(zhì)的磁化磁極化強(qiáng)度矢量J鐵芯的磁化:將一個(gè)在磁化場(chǎng)的力矩作用下,各磁偶極分子在一定程度上沿著磁場(chǎng)的方向排列起來在整個(gè)磁棒的兩個(gè)端面上分別出現(xiàn)N(+)、S(-)

極或者說+、-磁荷HoHo在磁化場(chǎng)的力矩作用下,各磁偶極分子在一定程度上沿著磁場(chǎng)的方向磁極化強(qiáng)度矢量J定義:?jiǎn)挝惑w積內(nèi)分子磁偶極矩的矢量和。未磁化時(shí)有磁化場(chǎng)時(shí)是一個(gè)沿方向的矢量

分子磁偶極矩p分子定向排列的程度愈高,它們的矢量和的數(shù)值愈大,從而磁極化強(qiáng)度矢量J的數(shù)值就愈大磁極化強(qiáng)度矢量J定義:?jiǎn)挝惑w積內(nèi)分子磁偶極矩的矢量和。未磁化3.2磁荷分布與磁極化強(qiáng)度矢量J的關(guān)系

與電介質(zhì)中的電極化強(qiáng)度矢量P比較,磁極化強(qiáng)度矢量J的通量為說明S是任意閉合面

包含在S內(nèi)磁荷的代數(shù)和

為磁介質(zhì)表面上磁荷的面密度

是磁介質(zhì)表面的外法向單位矢量

是之間的夾角與3.2磁荷分布與磁極化強(qiáng)度矢量J的關(guān)系與電介質(zhì)中的電極舉例:均勻磁化介質(zhì)球上的磁荷的分布

3.3退磁場(chǎng)與退磁因子退磁場(chǎng)附加磁場(chǎng)的方向和大小各處不同當(dāng)時(shí),取決于退磁場(chǎng)越大,介質(zhì)越不容易磁化,退磁場(chǎng)總是不利于介質(zhì)磁化的。

退磁場(chǎng)的方向與磁化場(chǎng)的方向相反舉例:均勻磁化介質(zhì)球上的磁荷的分布3.3退磁場(chǎng)與退磁因子退磁因子ba.cl/d較小dl/d→0將右側(cè)幾根磁棒磁化到同樣大小的,從而端面上有同樣的磁荷面密度。介質(zhì)棒內(nèi)中點(diǎn)附近的退磁場(chǎng)=?細(xì)而長(zhǎng)的磁棒,端面積小,總磁荷小,磁荷離中點(diǎn)遠(yuǎn),在中點(diǎn)附近的退磁場(chǎng)較弱退磁因子ba.cl/d較小dl/d→短而粗的磁棒,端面積大,總磁荷大,磁荷離中點(diǎn)近,在中點(diǎn)附近的退磁場(chǎng)較強(qiáng)退磁場(chǎng)當(dāng)J給定時(shí),與棒的幾何因素有關(guān)故ND是一個(gè)純數(shù),其大小由棒的幾何因素l/d決定,ND叫做介質(zhì)的退磁因子

l/d愈大,

ND是愈小,l/d愈小,

ND是愈大,ND

隨l/d的增大而減小

短而粗的磁棒,端面積大,總磁荷退磁因子的定量計(jì)算

棒端面上的磁荷面密度

根據(jù)磁的庫(kù)侖定律和疊加原理可算得它們?cè)谥行漠a(chǎn)生的退磁場(chǎng),其結(jié)果為(自己去推,依據(jù)書上方法)

又故對(duì)于無限長(zhǎng)磁棒

對(duì)于很薄的磁介質(zhì)片書4.194.604.61掉平方2退磁因子的定量計(jì)算棒端面上的磁荷面密度根據(jù)磁的庫(kù)侖定不同l/d值時(shí)退磁因子的數(shù)值(ND介于0和1之間)l/dNDl/dND0.00.20.40.60.81.01.52.01.0000000.7504840.5881540.4758260.3944400.3333330.2329810.1735643.05.010.020.050.0100.01000.0∞0.1087090.0558210.0202860.0067490.0014430.0004300.0000070.000000不同l/d值時(shí)退磁因子的數(shù)值(ND介于0和1之間)l/dN表中數(shù)值是通過對(duì)旋轉(zhuǎn)橢球體計(jì)算而來的

l和d相當(dāng)于橢球體的縱向和橫向主軸的長(zhǎng)度理論上證明,只有橢球形的磁介質(zhì)才能在均勻外磁場(chǎng)中均勻磁化,而有限長(zhǎng)的圓柱形磁介質(zhì)在均勻外磁場(chǎng)中的磁化也是不均勻的。用橢球體代替圓柱體計(jì)算退磁因子,是因?yàn)閲?yán)格說來,只有在均勻磁化的情形下退磁因子才有意義。表中數(shù)值是通過對(duì)旋轉(zhuǎn)橢球體計(jì)算而來的l和d相當(dāng)于橢球體的縱3.4安培環(huán)路定理高斯定理按磁荷觀點(diǎn),總磁場(chǎng)H0是電流產(chǎn)生的,應(yīng)由畢奧-薩伐爾公式?jīng)Q定H0滿足的安培環(huán)路定理和高斯定理分別為傳導(dǎo)電流3.4安培環(huán)路定理高斯定理按磁荷觀點(diǎn),總磁場(chǎng)H0是電流滿足的安培環(huán)路定理和高斯定理分別為是磁荷產(chǎn)生的,服從庫(kù)侖定律滿足的安培

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