第14章_磁场中的磁介质.

1第14章磁场中的磁介质《大学物理学》电磁学2第14章磁场中的磁介质§14.1磁介质对磁场的影响§14.2原子的磁矩§14.3磁介质的磁化§14.4有磁介质时的安培环路定理§14.5铁磁质简介3§14.1磁介质对磁场的影响磁介质对场有影响在磁场作用下，能发生变化并能反过来影响磁场的物质称为磁介质。IIBBBo传导电流产生与介质有关的电流（束缚或磁化电流）产生总场是4介质的相对磁导率顺磁质抗磁质铁磁质rBB0111rrr在各向同性均匀磁介质充满磁场的情况下实验表明0BBrII绝对磁导率r05pppmmlms00顺磁质抗磁质pm0磁畴mp轨道角动量对应的磁矩自旋角动量对应的磁矩铁磁质一、分子电流分子磁矩磁偶极子每个分子等效一个圆电流§14.2原子的磁矩SIpm6二、磁化的微观解释0Bmpmpmp0BB方向与方向相同(只有顺磁质、铁磁质才具有顺磁性)在外磁场作用下，磁介质出现磁性或磁性发生改变的现象。1、顺磁性BBBooBB72、抗磁性分子中电子轨道角动量的旋进mlpL0B电子轨道磁矩受磁力矩方向垂直纸面向内BpMml轨道角动量绕磁场旋进电子附加一个与磁感应强度相反的磁矩mpmp(所有介质均具有抗磁性)e0BB方向与方向相反oBB8一、磁化电流（束缚电流）0IIBIIBBB0§14.3磁介质的磁化例如长直螺线管内部充满均匀的各向同性的磁介质将被均匀磁化由于分子磁矩的取向一致，考虑和它们相对应的分子电流。磁介质的表面出现磁化电流的现象，即磁介质的磁化。9二、磁化强度1.磁化强度VmMiiΔ极化强度VpPieiΔ对比电介质单位：A/m单位：C/m2实验表明BMrr01102.磁化强度与磁化电流的关系LnlMIeMjdSsPqdneP例如长直螺线管内部磁介质被均匀磁化jSlSIVmMMIl113.磁化规律各向同性线性磁介质对比电介质EPr10MIlIljMllMLdBMrr0112有磁介质时SLSBIlB）（）（内2010dd真空考虑到磁化电流（1）式则需加以修正§14.4有磁介质时的安培环路定理13设：I─传导电流I′─磁化电流)(0内内IIlBLdlMILd00内磁介质Is内IlMBLd)(0MBH0定义磁场强度矢量IL一、H的环路定理14LIlH内d•H的单位：•真空：00BHMA/m有磁介质时的安培环路定理沿任一闭合路径磁场强度的环路积分等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和。15•各向同性线性磁介质MBH0HBr0HBHMr）（1r0─磁导率令则有将代入得对比各向同性线性电介质EPr10PED0EDr0r0ED16二、安培环路定理的应用举例例题1介质中闭合回路L所套连的磁化电流为：证：1LLrlHlMIddIlHrLr11d00II则若，L任取且可无限缩小，故I=0处，I′=0。LMld磁介质无传导电流处也无磁化电流证明在各向同性均匀磁介质内17例题2.一充满均匀磁介质的密绕细螺绕环，/安特米43105210安匝/米In求：磁介质内的。SJMBH,,,解：398104105740πr取回路如图，设总匝数为NrHlHLπ2dNInIrNIHπ2R1R2Or铁磁质18nIrNIHπ2nIHBnIHMrr)1()1(Mj代入数据A/m1094.75MA/m1094.75j19讨论：设想把这些磁化面电流也分成每米103匝，相当于分到每匝有多少？)A(794101094.7/35nj2(A)充满铁磁质后BBBB或0BBB0作业:14.614.714.820§14.5铁磁质简介一、磁化曲线1、环状铁芯被磁化2πNIHr改变I，可以得多组H和B的值，由此可绘磁化曲线。212、B~H或磁化曲线Hr~223、铁磁质中的闭合磁化曲线─磁滞回线oa：起始磁化曲线(不可逆)a点:磁饱和状态逐步增大反向电流,0cHHBab:H减小到零,B0磁滞,:剩磁。rBcH叫矫顽力铁磁质的磁化与铁磁质磁化历史有关234、软磁材料硬磁材料cH很小,磁滞回线瘦,如图(a),常用来做电磁铁等的铁芯。软磁材料:cH较大,磁滞回线较胖,如图(b),常用来做计算机的铁芯。硬磁材料:24二、居里点TcTc:铁磁质特性消失成为顺磁质的转变温度例如铁的Tc:1040K钴的Tc:1390K三、铁磁性的微观解释─磁畴理论铁磁质内的磁畴自发磁化的小区域，线度约10-4m；每一区域内所有原子磁矩的方向一致。25四、磁屏蔽五、永磁体永磁体是仍保留着一定的磁化状态的铁磁体上图为永磁体中的MBH