大學(xué)物理磁介質(zhì)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、 第十四章 磁 介 質(zhì)第1頁第1頁磁介質(zhì)能與磁場產(chǎn)生互相作用物質(zhì)。磁化磁介質(zhì)在磁場作用下所發(fā)生改變。不同磁介質(zhì)磁化后對(duì)原外磁場存在不同影響14-1 磁介質(zhì)磁化和磁導(dǎo)率一、磁場中磁介質(zhì)介質(zhì)磁化后附加磁感強(qiáng)度真空中磁感強(qiáng)度 磁介質(zhì)中總磁感強(qiáng)度第2頁第2頁二. 磁介質(zhì)磁導(dǎo)率和磁介質(zhì)分類磁導(dǎo)率描述不同磁介質(zhì)導(dǎo)磁性能真空磁導(dǎo)率介質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率依據(jù) 大小和方向可將磁介質(zhì)分為三大類 （1）順磁質(zhì)（2）抗磁質(zhì)（3）鐵磁質(zhì)介質(zhì)絕對(duì)磁導(dǎo)率第3頁第3頁三. 磁介質(zhì)磁化微觀機(jī)制 (掌握要點(diǎn))分子圓電流和磁矩分子磁矩軌道磁矩自旋磁矩電子繞核軌道運(yùn)動(dòng)電子本身自旋無外磁場有外磁場1. 順磁質(zhì)磁化第4頁第4頁無外磁場作用時(shí)，由

2、于分子熱運(yùn)動(dòng)，分子磁矩取向各不相同,整個(gè)介質(zhì)不顯磁性。分子磁矩 在外磁場作用下分子磁矩產(chǎn)生磁場方向和外磁場方向一致，順磁質(zhì)磁化結(jié)果，使介質(zhì)內(nèi)部磁場增強(qiáng)。第5頁第5頁 2. 抗磁質(zhì)及其磁化在外磁場中，抗磁質(zhì)分子會(huì)產(chǎn)生附加磁矩電子繞核軌道運(yùn)動(dòng)電子本身自旋外磁場場作用下產(chǎn)生附加磁矩電子附加磁矩總是削弱外磁場作用?？勾判允且磺锌勾沤橘|(zhì)共同含有特性?？偱c外磁場方向反向第6頁第6頁四：磁化強(qiáng)度矢量分子磁矩矢量和體積元 意義: 磁介質(zhì)中單位體積內(nèi)分子磁矩矢量和.第7頁第7頁順磁質(zhì) 五. 磁化電流(束縛電流)抗磁質(zhì)磁化面電流js磁化面電流密度第8頁第8頁14-2 磁場強(qiáng)度矢量、有磁介質(zhì)時(shí)安培環(huán)路定理和高斯定理

3、1.介質(zhì)中安培環(huán)路定理推導(dǎo)抗磁質(zhì)傳導(dǎo)電流磁化電流第9頁第9頁引入輔助物理量磁場強(qiáng)度有磁介質(zhì)時(shí)安培環(huán)路定理第10頁第10頁只與穿過 傳導(dǎo)電流代數(shù)和相關(guān) . 在有介質(zhì)穩(wěn)恒磁場中，磁場強(qiáng)度矢量沿任一閉合路徑線積分（即環(huán)流）等于包圍在環(huán)路內(nèi)各傳導(dǎo)電流電流代數(shù)和，而與磁化電流無關(guān)。第11頁第11頁14-3 磁介質(zhì)磁化規(guī)律以及磁化率和磁導(dǎo)率磁化率引入相對(duì)磁導(dǎo)率引入絕對(duì)磁導(dǎo)率第12頁第12頁 例1 有兩個(gè)半徑分別為 和 “無限長”同軸圓筒形導(dǎo)體，在它們之間充以相對(duì)磁導(dǎo)率為 磁介質(zhì).當(dāng)兩圓筒通有相反方向電流 時(shí)，試 求（1）磁介質(zhì)中任意點(diǎn) P 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小； （2）圓柱體外面一點(diǎn)Q 磁感應(yīng)強(qiáng)度.II第13頁

4、第13頁解II同理可求第14頁第14頁14-4 鐵磁質(zhì)1. 磁導(dǎo)率不是一個(gè)常量，它值不但決定于原線 圈中電流，還決定于鐵磁質(zhì)樣品磁化歷史。 B 和H 不是線性關(guān)系。一、鐵磁質(zhì)普通規(guī)律2. 有很大磁導(dǎo)率。放入線圈中時(shí)能夠使磁場增強(qiáng) 第15頁第15頁4.溫度超出居里點(diǎn)時(shí)，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾刨|(zhì)。3.有磁滯, 剩磁、磁飽和等現(xiàn)象。注意：鐵磁物質(zhì)磁化規(guī)律復(fù)雜，普通通過試驗(yàn)進(jìn)行研究每種鐵磁質(zhì)當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，由高磁導(dǎo)率、磁滯、磁致伸縮等一系列特殊狀態(tài)所有消失，而變?yōu)轫槾判?。?6頁第16頁.矯頑力飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度剩 磁二、磁滯回線第17頁第17頁 由于磁滯， 時(shí)，磁感強(qiáng)度 ，叫做剩余磁感強(qiáng)度(剩磁).

5、當(dāng)外磁場由 逐步減小時(shí)，這種 B改變落后于H改變現(xiàn)象，叫做磁滯現(xiàn)象 ，簡稱磁滯.第18頁第18頁磁滯損耗：在交變電流勵(lì)磁下重復(fù)磁化使其溫度升高磁滯損耗與磁滯回線所包圍面積成正比。磁滯伸縮：鐵磁體于鐵電體類似；在交變場作用下，它形狀會(huì)隨之改變，稱為磁致伸縮（10-5數(shù)量級(jí)）它可用做換能器，在超聲及檢測技術(shù)中大有作為。第19頁第19頁 三. 鐵磁性材料分類及用途OO不同鐵磁性物質(zhì)磁滯回線形狀相差很大.O軟磁材料硬磁材料矩磁材料第20頁第20頁r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大）。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大，矯頑力(Hc)小，磁滯回線面積窄而長，損耗小。用于作變壓器鐵芯。繼電器、電機(jī)、以及各種高頻電磁元件磁芯、磁棒。(1)軟磁材料純鐵，硅鋼坡莫合金(Fe，Ni)，鐵氧體等。第21頁第21頁(2) 硬磁材料鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金(3)矩磁材料Hc不大，磁滯回線是矩形。用于記憶元件，矯頑力(Hc)大，剩磁Br大磁滯回線面積大，損耗大。用于磁電式電表中永磁鐵。耳機(jī)中永久磁鐵，永磁揚(yáng)聲器。錳鎂鐵氧體，鋰錳鐵氧體第22頁第22頁臨界溫度(鐵磁質(zhì)居里點(diǎn)) 每種磁介質(zhì)當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，由高磁導(dǎo)率、磁滯、磁致伸縮等一系列特殊狀態(tài)所有消失，而變?yōu)轫槾判浴２煌F磁質(zhì)含有不同轉(zhuǎn)變溫度如：