磁介質(zhì)中的磁場磁場強(qiáng)度.ppt

12 3磁介質(zhì)中的磁場磁場強(qiáng)度 無磁介質(zhì)時 有磁介質(zhì)時 定義為磁場強(qiáng)度 表明 磁場強(qiáng)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(qiáng)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) 有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 實(shí)驗(yàn)證明 對于各向同性的介質(zhì) 在磁介質(zhì)中任意一點(diǎn)磁化強(qiáng)度和磁場強(qiáng)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) 磁場強(qiáng)度 相對磁導(dǎo)率 磁導(dǎo)率 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 磁場強(qiáng)度 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 單位長度內(nèi)匝數(shù) 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 求環(huán)內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度 解 在環(huán)內(nèi)任取一點(diǎn) 過該點(diǎn)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(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等 方向都沿切線 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 解 當(dāng)環(huán)內(nèi)是真空時 當(dāng)環(huán)內(nèi)充滿均勻介質(zhì)時 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 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 單位長度內(nèi)匝數(shù) 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 求環(huán)內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)的磁場 2 圓柱體內(nèi)一點(diǎn)磁場 3 圓柱面外一點(diǎn)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(diǎn)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 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 2 設(shè)在圓柱體內(nèi)一點(diǎn)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 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 由B H 得 3 在圓柱面外取一點(diǎn) 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 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 由B H 得 3 在圓柱面外取一點(diǎn) 它到軸的垂直距離是r3