1、12-2 磁化強度、磁化電流,一、用磁化強度來描寫磁化的強弱。 1.定義：單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和 對順磁質(zhì)，pm可以忽略；對于抗磁質(zhì)， pm0，對于真空，M0 。 2.磁化強度隨磁場增強而增大 對順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)均如此,單位：A/m,二、介質(zhì)表面出現(xiàn)磁化電流,二、磁化電流,磁化面電流,單位體積磁矩,則該段磁介質(zhì)中總的磁矩為,磁化強度對閉合回路的線積分等于通過回路所包圍的面積的總磁化電流。,12-3 磁介質(zhì)中的磁場 磁場強度,有磁介質(zhì)后，空間任一點的磁場,B0 - 傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁場 B - 磁化電流產(chǎn)生的磁場,出現(xiàn)“欲求 B 需先知道 B”的問題，為此 引入一輔助的物理量：磁場強度 。,在磁

2、場中任取一環(huán)路 L，它套住的電流 有：傳導(dǎo)電流和磁化電流。由安培環(huán)路定理：,其中：I為傳導(dǎo)電流，IS為磁化電流,又因,安培環(huán)路定理可寫成,令磁場強度,表明：磁場強度矢量的環(huán)流和傳導(dǎo)電流I有關(guān)，而在形式上與磁介質(zhì)的磁性無關(guān)。其單位在國際單位制中是A/m.,磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：磁場強度沿任意閉合路徑的線積分等于穿過該路徑的所有傳導(dǎo)電流的代數(shù)和，而與磁化電流無關(guān)。,實驗證明：對于各向同性的介質(zhì)，在磁介質(zhì)中任意一點磁化強度和磁場強度成正比。,式中 只與磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱為磁介質(zhì)的磁化率，是一個純數(shù)。如果磁介質(zhì)是均勻的，它是一個常量；如果磁介質(zhì)是不均勻的，它是空間位置的函數(shù)。,相對磁導(dǎo)率,磁導(dǎo)率,

3、值得注意： 為研究介質(zhì)中的磁場提供方便而不是反映磁場性質(zhì)的基本物理量， 才是反映磁場性質(zhì)的基本物理量。,的關(guān)系,為介質(zhì)的磁化率,均勻磁介質(zhì),非均勻,順磁質(zhì),無磁質(zhì),其中：,磁導(dǎo)率,抗磁質(zhì),相對磁導(dǎo)率,有磁介質(zhì)時磁場的計算,解：在環(huán)內(nèi)任取一點，過該點作一和環(huán)同心、半徑為 的圓形回路。,式中 為螺繞環(huán)上線圈 的總匝數(shù)。由對稱性可知，在所取圓形回路上各點的磁感應(yīng)強度的大小相等，方向都沿切線。,例12-2 在均勻密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿均勻的順磁介質(zhì)，已知螺繞環(huán)中的傳導(dǎo)電流為I，單位長度內(nèi)匝數(shù)n，環(huán)的橫截面半徑比環(huán)的平均半徑小得多，磁介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為和r。求環(huán)內(nèi)的磁場強度和磁感應(yīng)強度。,解：,

4、當(dāng)環(huán)內(nèi)是真空時,當(dāng)環(huán)內(nèi)充滿均勻介質(zhì)時,例12-2 在均勻密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿均勻的順磁介質(zhì)，已知螺繞環(huán)中的傳導(dǎo)電流為I，單位長度內(nèi)匝數(shù)n，環(huán)的橫截面半徑比環(huán)的平均半徑小得多，磁介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為和r。求環(huán)內(nèi)的磁場強度和磁感應(yīng)強度。,例12-3 如圖所示，一半徑為R1的無限長圓柱體（導(dǎo)體 0 ）中均勻地通有電流I，在它外面有半徑為R2的無限長同軸圓柱面，兩者之間充滿著磁導(dǎo)率為的均勻磁介質(zhì)，在圓柱面上通有相反方向的電流I。試求（1）圓柱體外圓柱面內(nèi)一點的磁場；（2）圓柱體內(nèi)一點磁場；（3）圓柱面外一點的磁場。,解 （1）當(dāng)兩個無限長的同軸圓柱體和圓柱面中有電流通過時，它們所激發(fā)的磁場是軸

5、對稱分布的，而磁介質(zhì)亦呈軸對稱分布，因而不會改變場的這種對稱分布。設(shè)圓柱體外圓柱面內(nèi)一點到軸的垂直距離是r1，以r1為半徑作一圓，取此圓為積分回路，根據(jù)安培環(huán)路定理有,（2）設(shè)在圓柱體內(nèi)一點到軸的垂直距離是r2，則以r2為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理有,式中 是該環(huán)路所包圍的電流部分，由此得,由B H，得,（3）在圓柱面外取一點，它到軸的垂直距離是r3，以r3為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理,考慮到環(huán)路中所包圍的電流的代數(shù)和為零，所以得,即,或,12-5 鐵磁質(zhì),一、鐵磁質(zhì)的特征,1. r 1，產(chǎn)生特強附加磁場B； 2. r與磁化的過程有關(guān)，關(guān)系為非線性，即不是常量，與H有復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系； 3.

6、 磁滯現(xiàn)象， H隨外場而變，它的變化落后于外磁場的變化，外場消失后，磁性仍能保持； 4. 居里溫度，一定的鐵磁材料存在一特定的臨界溫度，稱為居里點，當(dāng)溫度在居里點以上時，它們的磁導(dǎo)率和磁場強度H無關(guān)，這時鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)化為順磁質(zhì)。,二 、磁化曲線,BH和H曲線是非線性關(guān)系,H曲線也叫起始磁化曲線,max 飽和磁感強度,三、磁滯回線,由于磁滯，當(dāng)磁場強度減小到零（即H=0）時，磁感強度B0，而是仍有一定的數(shù)值Br，叫做剩余磁感強度(剩磁)。,當(dāng)外磁場由+Hm漸減小時，磁感強度B并不沿起始曲線0P 減小 ，而是沿PQ 比較緩慢的減小，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。,隨著反向磁場的增加，逐漸減小，當(dāng)H=-Hc時，等于零，剩磁消失，Hc叫做矯頑力，表示鐵磁質(zhì)抵抗去磁的能力。,磁滯效應(yīng)損耗能量與磁滯回線的面積成正比,鐵磁質(zhì)的磁滯現(xiàn)象,鐵磁質(zhì)磁化的磁滯現(xiàn)象動畫示意,飽和,剩磁,矯頑力,鐵磁質(zhì)磁化微觀機(jī)制,鐵磁質(zhì)的磁化微觀機(jī)制,鐵磁質(zhì)的磁化微觀機(jī)制（續(xù)）,磁滯現(xiàn)象及剩磁,是因磁化時磁疇相互摩擦發(fā)熱,使過程不可逆.,H0,H,H,H,H,鐵磁質(zhì)的居里點,鐵磁質(zhì)的居里點,鈷 鐵 鎳 1413K1042K631K,常見的鐵磁材料,H,B,O,H,B,O,H,B,O,軟磁材料,硬磁材料,矩磁材料,矯頑力小,易充，退磁