磁場(chǎng)磁化強(qiáng)度

1、一一. . 磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度反映磁介質(zhì)磁化程度反映磁介質(zhì)磁化程度( (大小與方向大小與方向) )的物理量。的物理量。均勻磁化均勻磁化非均勻磁化非均勻磁化VppMmmVpPMmmV0lim8-8 有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理 磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度 磁化強(qiáng)度：磁化強(qiáng)度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)所有分子固有磁矩的單位體積內(nèi)所有分子固有磁矩的矢量和矢量和 加上附加磁矩的矢量和加上附加磁矩的矢量和 ，稱為磁，稱為磁化強(qiáng)度，用化強(qiáng)度，用 表示。表示。 Mmpmp磁化強(qiáng)度的單位：磁化強(qiáng)度的單位：mA/ 注意：注意：對(duì)順磁質(zhì)，對(duì)順磁質(zhì)， 可以忽略；可以忽略； 對(duì)抗磁質(zhì)對(duì)抗磁質(zhì) ，對(duì)于真空，對(duì)于真空， 。 m

2、p0mp0M外磁場(chǎng)為零，磁化強(qiáng)度為零。外磁場(chǎng)為零，磁化強(qiáng)度為零。外磁場(chǎng)不為零外磁場(chǎng)不為零: :順磁質(zhì)順磁質(zhì)抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)同向、0BM反向、0BM磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度磁化面電流磁化面電流0B 對(duì)于各向同性的均勻介質(zhì)，介質(zhì)內(nèi)部各分子電對(duì)于各向同性的均勻介質(zhì)，介質(zhì)內(nèi)部各分子電流相互抵消，而在介質(zhì)表面，各分子電流相互疊加，流相互抵消，而在介質(zhì)表面，各分子電流相互疊加，在磁化圓柱的表面出現(xiàn)一層電流，好象一個(gè)載流螺在磁化圓柱的表面出現(xiàn)一層電流，好象一個(gè)載流螺線管，稱為線管，稱為磁化面電流（或安培表面電流）磁化面電流（或安培表面電流）。lIssSlSIPssmVpMmssSlSlMABCDlsII 設(shè)介質(zhì)表面沿軸

3、線方向單位長(zhǎng)度上的磁化電設(shè)介質(zhì)表面沿軸線方向單位長(zhǎng)度上的磁化電流為流為 （面磁化電流密度），則長(zhǎng)為（面磁化電流密度），則長(zhǎng)為l 的一段介的一段介質(zhì)上的磁化電流強(qiáng)度質(zhì)上的磁化電流強(qiáng)度I IS S為為s磁化電流磁化電流 取一長(zhǎng)方形閉合回路取一長(zhǎng)方形閉合回路ABCD，AB邊在磁介質(zhì)邊在磁介質(zhì)內(nèi)部，平行與柱體軸線，長(zhǎng)度為內(nèi)部，平行與柱體軸線，長(zhǎng)度為l，而，而B(niǎo)C、AD兩兩邊則垂直于柱面。邊則垂直于柱面。BAlMlMddABM MlsMssIllMd 磁化強(qiáng)度對(duì)閉合回路的線積分等于通過(guò)回路磁化強(qiáng)度對(duì)閉合回路的線積分等于通過(guò)回路所包圍的面積內(nèi)的總磁化電流。所包圍的面積內(nèi)的總磁化電流。MABCDlsII磁化

4、電流磁化電流內(nèi)）（ LLIlB000d無(wú)磁介質(zhì)時(shí)無(wú)磁介質(zhì)時(shí)有磁介質(zhì)時(shí)有磁介質(zhì)時(shí))(d0sIIlBlMIsd)d(d0lMIlBIlMBd)(0或有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理定義定義 為為磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度MBH0IlHd則 表明：表明：磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量的環(huán)流和傳導(dǎo)電流磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量的環(huán)流和傳導(dǎo)電流I有關(guān)，有關(guān)，而在形式上與磁介質(zhì)的磁性無(wú)關(guān)。其單位在國(guó)際單而在形式上與磁介質(zhì)的磁性無(wú)關(guān)。其單位在國(guó)際單位制中是位制中是A/m.IlMBd)(0 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任意閉合路徑的線積分等于穿過(guò)該路徑的所有傳導(dǎo)電意閉合路徑的線積分等于穿過(guò)該路

5、徑的所有傳導(dǎo)電流的代數(shù)和，而與磁化電流無(wú)關(guān)。流的代數(shù)和，而與磁化電流無(wú)關(guān)。有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理MBH0MHB00 實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)于各向同性的介質(zhì)，在磁介質(zhì)實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)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(chǎng)強(qiáng)度成正比。中任意一點(diǎn)磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。 HMm 式中式中 只與磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱為磁介質(zhì)只與磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱為磁介質(zhì)的的磁化率磁化率，是一個(gè)純數(shù)。如果磁介質(zhì)是均勻的，是一個(gè)純數(shù)。如果磁介質(zhì)是均勻的，它是一個(gè)常量；如果磁介質(zhì)是不均勻的，它是空它是一個(gè)常量；如果磁介質(zhì)是不均勻的，它是空間位置的函數(shù)。間位置的函數(shù)。m順磁質(zhì)0m

6、抗磁質(zhì)0m磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度MHB00HMmmr1令HBm)1 (0HHBr0相對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 值得注意：值得注意： 為研究介質(zhì)中的磁場(chǎng)提供方便而為研究介質(zhì)中的磁場(chǎng)提供方便而不是反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本物理量，不是反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本物理量， 才是反映磁場(chǎng)性才是反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本物理量。質(zhì)的基本物理量。HB磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度 例例8-11 8-11 在均勻密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿均勻的順磁介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)電流為質(zhì)，已知螺繞環(huán)中的傳導(dǎo)電流為 ，單位長(zhǎng)度內(nèi)匝數(shù)，單位長(zhǎng)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(duì)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

7、對(duì)磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為 和和 。求環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和。求環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度。InrrNIlHd解：解：在環(huán)內(nèi)任取一點(diǎn)，在環(huán)內(nèi)任取一點(diǎn)，過(guò)該點(diǎn)作一和環(huán)同心、過(guò)該點(diǎn)作一和環(huán)同心、半徑為半徑為 的圓形回路。的圓形回路。r 式中式中 為螺繞環(huán)上線圈為螺繞環(huán)上線圈的總匝數(shù)。由對(duì)稱性可知，在所取圓形回路上各的總匝數(shù)。由對(duì)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。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向都沿切線。N磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理NIlHd解：解：NIrH2nIrNIH2當(dāng)環(huán)內(nèi)是真空時(shí)當(dāng)環(huán)內(nèi)是真空時(shí)HB00當(dāng)環(huán)內(nèi)充滿均勻介質(zhì)時(shí)

8、當(dāng)環(huán)內(nèi)充滿均勻介質(zhì)時(shí)HHBr0rBB0r磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 例例8-11 8-11 在均勻密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿均勻的順磁介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)電流為質(zhì)，已知螺繞環(huán)中的傳導(dǎo)電流為 ，單位長(zhǎng)度內(nèi)匝數(shù)，單位長(zhǎng)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(duì)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(duì)磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為 和和 。求環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和。求環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度。Inr 例例8-13 如圖所示，一半徑為如圖所示，一半徑為R1的無(wú)限長(zhǎng)圓柱體的無(wú)限長(zhǎng)圓柱體（導(dǎo)體（導(dǎo)體 0 ）中均勻

9、地通有電流）中均勻地通有電流I，在它外面有半徑，在它外面有半徑為為R2的無(wú)限長(zhǎng)同軸圓柱面，兩者之間充滿著磁導(dǎo)率為的無(wú)限長(zhǎng)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的均勻磁介質(zhì)，在圓柱面上通有相反方向的電流I。試。試求（求（1）圓柱體外圓柱面內(nèi)一點(diǎn)的磁場(chǎng)；（）圓柱體外圓柱面內(nèi)一點(diǎn)的磁場(chǎng)；（2）圓柱體）圓柱體內(nèi)一點(diǎn)磁場(chǎng)；（內(nèi)一點(diǎn)磁場(chǎng)；（3）圓柱面外一點(diǎn)的磁場(chǎng)。）圓柱面外一點(diǎn)的磁場(chǎng)。解解 （1）當(dāng)兩個(gè)無(wú)限長(zhǎng)的同軸圓柱）當(dāng)兩個(gè)無(wú)限長(zhǎng)的同軸圓柱體和圓柱面中有電流通過(guò)時(shí)，它們體和圓柱面中有電流通過(guò)時(shí)，它們所激發(fā)的磁場(chǎng)是軸對(duì)稱分布的，而所激發(fā)的磁場(chǎng)是軸對(duì)稱分布的，而磁介質(zhì)

10、亦呈軸對(duì)稱分布，因而不會(huì)磁介質(zhì)亦呈軸對(duì)稱分布，因而不會(huì)改變場(chǎng)的這種對(duì)稱分布。設(shè)圓柱體改變場(chǎng)的這種對(duì)稱分布。設(shè)圓柱體外圓柱面內(nèi)一點(diǎn)到軸的垂直距離是外圓柱面內(nèi)一點(diǎn)到軸的垂直距離是r1，以，以r1為半徑作一圓，取此圓為積為半徑作一圓，取此圓為積分回路，根據(jù)安培環(huán)路定理有分回路，根據(jù)安培環(huán)路定理有IIIR1R2r2r1r3磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理12 rIHB1202dd1rIHIlHlHr（2）設(shè)在圓柱體內(nèi)一點(diǎn)到軸的垂直距離是）設(shè)在圓柱體內(nèi)一點(diǎn)到軸的垂直距離是r2，則，則以以r2為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理有為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理有2222220121222ddRrIRrIrHlHlHr2212RrI 式中式中 是該環(huán)路所包圍的電流部分，由此得是該環(huán)路所包圍的電流部分，由此得磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理由由B H，得，得2212 RIrH22012RIrB （