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文檔簡介
在外磁場作用下,介質(zhì)表面感生出束縛(磁化)電流的現(xiàn)象.磁介質(zhì):在外磁場中,被磁場磁化,激發(fā)附加磁場,與原磁場會產(chǎn)生互相影響的物質(zhì)。11.7.1磁介質(zhì)的分類
11.7磁介質(zhì)在外磁場作用下,介質(zhì)表面感生出束縛(磁化)電流的現(xiàn)象.磁介質(zhì)磁化后的附加磁感強度真空中的磁感強度
磁介質(zhì)中的總磁感強度與電介質(zhì)的類比
相對磁導率
——磁介質(zhì)的磁導率當均勻磁介質(zhì)充滿整個磁場時,磁介質(zhì)的相對磁導率為:介質(zhì)磁化后的真空中的磁感強度磁介質(zhì)中的與電介質(zhì)的類比相對順磁質(zhì)(附加場與同向,B>B0)抗磁質(zhì)(附加場與反向,B<B0)鐵磁質(zhì)(附加場與同向,B>>B0)磁介質(zhì)的分類如:氧、鋁、鎢、鉑、鉻等。如:氮、水、銅、銀、金、鉍等。如:鐵、鈷、鎳等順磁質(zhì)(附加場與同向,B>B0)抗磁質(zhì)(附分子磁矩:
若把分子看成一個整體,這種分子電流具有的磁矩,稱為分子固有磁矩或稱分子磁矩,用Pm表示。矢量和pmS11.7.2抗磁性與順磁性的微觀解釋分子磁矩:若把分子看成一個整體,這種分子電流具有的磁矩無外磁場順磁質(zhì)的磁化有外磁場順磁質(zhì)內(nèi)磁場取向磁化無外磁場順磁質(zhì)的磁化有外磁場順磁質(zhì)內(nèi)磁場取向磁化無外磁場時抗磁質(zhì)分子磁矩為零
抗磁質(zhì)內(nèi)磁場同向時
反向時抗磁質(zhì)的磁化附加磁化無外磁場時抗磁質(zhì)分子磁矩為零對任意閉合回路進行B的積分
磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理即:磁場強度沿任一閉合回路的環(huán)流等于穿過該回路所圍面積的傳導電流之代數(shù)和。11.7.3磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理11.7.4B與H的關(guān)系
磁導率對任意閉合回路進行B的積分磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理即:磁
利用安培環(huán)路定理可以方便地求有磁介質(zhì)時某些對稱的磁場分布。2、選擇一個合適的積分回路或者使某一段積分線上
H為常數(shù),或使某一段積分線路上H處處與dl垂直;3、先由 求H
,再由求B。基本步驟:1、首先分析磁場分布的對稱性或均勻性;利用安培環(huán)路定理可以方便地求有磁介質(zhì)時某些對稱的磁場1、密繞長直螺線管內(nèi)充滿介質(zhì)的磁感應強度:2、環(huán)形螺線管內(nèi)部充滿介質(zhì)的磁感應強度:3、無限長的載流圓柱體外充滿介質(zhì)的磁場:
內(nèi)部為外部為1、密繞長直螺線管內(nèi)充滿介質(zhì)的磁感應強度:2、環(huán)形螺線管內(nèi)部例關(guān)于磁場強度的下列說法中,哪個是正確的?(A)僅與傳導電流有關(guān).(B)若閉合曲線內(nèi)沒有包圍傳導電流,則曲線上各點的必為零.(C)如果閉合曲線上各點均為零,則該曲線所包圍傳導電流的代數(shù)和為零.(D)以閉合曲線L為邊界的任意曲面的通量均相等.答案:(C)例關(guān)于磁場強度的下列說法中,哪個是正確的?答案:(C)理由:(A)由空間所有自由電流和束縛電流共同產(chǎn)生.LS1S212(B)(C)(D)若則理由:(A)由空間所有自由電流和束縛電流共同產(chǎn)生.L
例有兩個半徑分別為和的“無限長”同軸圓筒形導體,在它們之間充以相對磁導率為的磁介質(zhì).當兩圓筒通有相反方向的電流時,試求(1)磁介質(zhì)中任意點P
的磁感應強度的大??;
(2)圓柱體外面一點Q
的磁感強度.II例有兩個半徑分別為和解II同理可求解II同理可求例一根“無限長”的直圓柱形銅導線,外包一層相對磁導率為μr的圓筒形磁介質(zhì),導線半徑為R1,磁介質(zhì)的外半徑為R2,導線內(nèi)有電流I通過,電流均勻分布在橫截面上,求:(1)介質(zhì)內(nèi)外的磁場強度分布,并畫出H-r圖,加以說明(r是磁場中某點到圓柱軸線的距離);(2)介質(zhì)內(nèi)外的磁感應強度分布,并畫出B-r圖,加以說明.例一根“無限長”的直圓柱形銅導線,外包一層相對磁導率為μr解由于電流分布的軸對稱性,在垂直于軸線的平面上,選擇積分回路L:以圓柱軸線為圓心、r為半徑的圓周,由安培環(huán)路定理當r≤R1時,
μr=1解由于電流分布的軸對稱性,在垂直于軸線的平面上,選擇積分回當R1<r<R2時,當r>R2時,畫出曲線圖當R1<r<R2時,當r>R2時,畫出曲線圖11.7.5鐵磁質(zhì)基本性質(zhì):高值、非線性(不是常數(shù))、磁滯性、存在居里溫度不同磁介質(zhì)的磁化曲線比較抗磁介質(zhì)鐵磁介質(zhì)順磁介質(zhì)Bo1、磁化曲線鐵磁質(zhì)的r
不是個常數(shù),它是H
的函數(shù)。11.7.5鐵磁質(zhì)基本性質(zhì):高值、非線性(不是常數(shù))、矯頑力
當外磁場由逐漸減小時,這種B的變化落后于H的變化的現(xiàn)象,叫做磁滯現(xiàn)象,簡稱磁滯.
由于磁滯,時,磁感強度,叫做剩余磁感強度(剩磁).O磁滯回線2、磁滯回線矯頑力當外磁場由逐漸減小時,3、鐵磁性材料O軟磁材料O硬磁材料不同鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線形狀相差很大.O矩磁鐵氧體材料軟磁材料:磁滯損耗小,交變磁場中的鐵芯。矩磁材料:“記憶”元件。硬磁材料:矯頑力和剩磁大,永磁體。3、鐵磁性材料O軟磁材料O硬磁材料不同鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線形4、鐵磁介質(zhì)磁化機理磁疇:電子自旋磁矩自發(fā)平行排列形成自發(fā)磁化區(qū)域,10-12~10-8m3,含1017~1021個原子,磁化強度非常大。磁滯:摻雜、內(nèi)應力、耗散?!爱牨谖灰啤焙汀按啪厝∠颉边^程不可逆。居里點:溫度T>TC磁疇瓦解、鐵磁質(zhì)順磁質(zhì)。無外磁場有外磁場4、鐵磁介質(zhì)磁化機理磁疇:電子自旋磁矩自發(fā)平行排列形成自發(fā)磁1.洛侖茲力:一、磁場對運動電荷、電流的作用力2.霍耳效應:3.安培定律:4.載流線圈的磁矩:5.磁力矩:6.磁力矩的功:第二部分小結(jié)霍耳電壓1.洛侖茲力:一、磁場對運動電荷、電流的作用力2.霍耳效二、磁介質(zhì)2.磁場強度的環(huán)路定理4.鐵磁質(zhì):
磁滯現(xiàn)象
分類:軟磁材料硬磁材料矩磁材料1.分類:順磁質(zhì)
抗磁質(zhì)
鐵磁質(zhì)3.磁場強度H二、磁介質(zhì)2.磁場強度的環(huán)路定理4.鐵磁質(zhì):磁滯現(xiàn)象1.分在外磁場作用下,介質(zhì)表面感生出束縛(磁化)電流的現(xiàn)象.磁介質(zhì):在外磁場中,被磁場磁化,激發(fā)附加磁場,與原磁場會產(chǎn)生互相影響的物質(zhì)。11.7.1磁介質(zhì)的分類
11.7磁介質(zhì)在外磁場作用下,介質(zhì)表面感生出束縛(磁化)電流的現(xiàn)象.磁介質(zhì)磁化后的附加磁感強度真空中的磁感強度
磁介質(zhì)中的總磁感強度與電介質(zhì)的類比
相對磁導率
——磁介質(zhì)的磁導率當均勻磁介質(zhì)充滿整個磁場時,磁介質(zhì)的相對磁導率為:介質(zhì)磁化后的真空中的磁感強度磁介質(zhì)中的與電介質(zhì)的類比相對順磁質(zhì)(附加場與同向,B>B0)抗磁質(zhì)(附加場與反向,B<B0)鐵磁質(zhì)(附加場與同向,B>>B0)磁介質(zhì)的分類如:氧、鋁、鎢、鉑、鉻等。如:氮、水、銅、銀、金、鉍等。如:鐵、鈷、鎳等順磁質(zhì)(附加場與同向,B>B0)抗磁質(zhì)(附分子磁矩:
若把分子看成一個整體,這種分子電流具有的磁矩,稱為分子固有磁矩或稱分子磁矩,用Pm表示。矢量和pmS11.7.2抗磁性與順磁性的微觀解釋分子磁矩:若把分子看成一個整體,這種分子電流具有的磁矩無外磁場順磁質(zhì)的磁化有外磁場順磁質(zhì)內(nèi)磁場取向磁化無外磁場順磁質(zhì)的磁化有外磁場順磁質(zhì)內(nèi)磁場取向磁化無外磁場時抗磁質(zhì)分子磁矩為零
抗磁質(zhì)內(nèi)磁場同向時
反向時抗磁質(zhì)的磁化附加磁化無外磁場時抗磁質(zhì)分子磁矩為零對任意閉合回路進行B的積分
磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理即:磁場強度沿任一閉合回路的環(huán)流等于穿過該回路所圍面積的傳導電流之代數(shù)和。11.7.3磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理11.7.4B與H的關(guān)系
磁導率對任意閉合回路進行B的積分磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理即:磁
利用安培環(huán)路定理可以方便地求有磁介質(zhì)時某些對稱的磁場分布。2、選擇一個合適的積分回路或者使某一段積分線上
H為常數(shù),或使某一段積分線路上H處處與dl垂直;3、先由 求H
,再由求B?;静襟E:1、首先分析磁場分布的對稱性或均勻性;利用安培環(huán)路定理可以方便地求有磁介質(zhì)時某些對稱的磁場1、密繞長直螺線管內(nèi)充滿介質(zhì)的磁感應強度:2、環(huán)形螺線管內(nèi)部充滿介質(zhì)的磁感應強度:3、無限長的載流圓柱體外充滿介質(zhì)的磁場:
內(nèi)部為外部為1、密繞長直螺線管內(nèi)充滿介質(zhì)的磁感應強度:2、環(huán)形螺線管內(nèi)部例關(guān)于磁場強度的下列說法中,哪個是正確的?(A)僅與傳導電流有關(guān).(B)若閉合曲線內(nèi)沒有包圍傳導電流,則曲線上各點的必為零.(C)如果閉合曲線上各點均為零,則該曲線所包圍傳導電流的代數(shù)和為零.(D)以閉合曲線L為邊界的任意曲面的通量均相等.答案:(C)例關(guān)于磁場強度的下列說法中,哪個是正確的?答案:(C)理由:(A)由空間所有自由電流和束縛電流共同產(chǎn)生.LS1S212(B)(C)(D)若則理由:(A)由空間所有自由電流和束縛電流共同產(chǎn)生.L
例有兩個半徑分別為和的“無限長”同軸圓筒形導體,在它們之間充以相對磁導率為的磁介質(zhì).當兩圓筒通有相反方向的電流時,試求(1)磁介質(zhì)中任意點P
的磁感應強度的大??;
(2)圓柱體外面一點Q
的磁感強度.II例有兩個半徑分別為和解II同理可求解II同理可求例一根“無限長”的直圓柱形銅導線,外包一層相對磁導率為μr的圓筒形磁介質(zhì),導線半徑為R1,磁介質(zhì)的外半徑為R2,導線內(nèi)有電流I通過,電流均勻分布在橫截面上,求:(1)介質(zhì)內(nèi)外的磁場強度分布,并畫出H-r圖,加以說明(r是磁場中某點到圓柱軸線的距離);(2)介質(zhì)內(nèi)外的磁感應強度分布,并畫出B-r圖,加以說明.例一根“無限長”的直圓柱形銅導線,外包一層相對磁導率為μr解由于電流分布的軸對稱性,在垂直于軸線的平面上,選擇積分回路L:以圓柱軸線為圓心、r為半徑的圓周,由安培環(huán)路定理當r≤R1時,
μr=1解由于電流分布的軸對稱性,在垂直于軸線的平面上,選擇積分回當R1<r<R2時,當r>R2時,畫出曲線圖當R1<r<R2時,當r>R2時,畫出曲線圖11.7.5鐵磁質(zhì)基本性質(zhì):高值、非線性(不是常數(shù))、磁滯性、存在居里溫度不同磁介質(zhì)的磁化曲線比較抗磁介質(zhì)鐵磁介質(zhì)順磁介質(zhì)Bo1、磁化曲線鐵磁質(zhì)的r
不是個常數(shù),它是H
的函數(shù)。11.7.5鐵磁質(zhì)基本性質(zhì):高值、非線性(不是常數(shù))、矯頑力
當外磁場由逐漸減小時,這種B的變化落后于H的變化的現(xiàn)象,叫做磁滯現(xiàn)象,簡稱磁滯.
由于磁滯,時,磁感強度,叫做剩余磁感強度(剩磁).O磁滯回線2、磁滯回線矯頑力當外磁場由逐漸減小時,3、鐵磁性材料O軟磁材料O硬磁材料不同鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線形狀
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