穩(wěn)恒磁場(chǎng)4磁介質(zhì)課件

§7-9磁介質(zhì)的磁化一.磁介質(zhì)磁化強(qiáng)度1.磁介質(zhì)的分類II磁介質(zhì)對(duì)螺線管內(nèi)的場(chǎng)有影響，加介質(zhì)之前，螺線管內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度為B0，加介質(zhì)后為B→順磁質(zhì)定義:如：錳、鉻、鉑、氮、氧等。如：汞、銅、鉍、銀、氫等。如：鐵、鈷、鎳等r不同的磁介質(zhì)在磁場(chǎng)中所表現(xiàn)出的特性不同：→抗磁質(zhì)→鐵磁質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率2.順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)實(shí)物的基本組成單元：分子、原子、電子+-電子運(yùn)動(dòng)：繞核運(yùn)動(dòng)→圓電流→軌道磁矩(1)分子磁矩自旋運(yùn)動(dòng)→自旋磁矩兩種運(yùn)動(dòng)磁效應(yīng)的總和分子圓電流分子的固有磁矩兩類磁介質(zhì)≠0→順磁質(zhì)→抗磁質(zhì)=0分子圓電流和磁矩?zé)o外磁場(chǎng)順磁質(zhì)的磁化有外磁場(chǎng)順磁質(zhì)內(nèi)磁場(chǎng)(2)順磁質(zhì)的磁化討論1o順磁性介質(zhì)處在外磁場(chǎng)時(shí)，其體內(nèi)磁場(chǎng)：抗磁性介質(zhì)處在外磁場(chǎng)時(shí)，其體內(nèi)磁場(chǎng)：2o介質(zhì)中的抗磁效應(yīng)在順磁介質(zhì)中是否有？有！3o超導(dǎo)體是完全抗磁體在外磁場(chǎng)中超導(dǎo)體內(nèi)：=0式中是體積V內(nèi)的分子磁矩或分子感生磁矩的矢量和。單位為：Am-1。3.磁化強(qiáng)度矢量為表征磁介質(zhì)的極化狀態(tài)，定義磁化強(qiáng)度矢量：在單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和，以M表示，即主要學(xué)習(xí)均勻磁化。介質(zhì)磁化后,磁介質(zhì)內(nèi)部分子磁矩重新排列，內(nèi)部分子電流總是相反，互相抵消，只在邊緣形成近似環(huán)形電流，稱為磁化電流I

，二.磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理在圓柱形磁介質(zhì)表面沿軸線方向單位長(zhǎng)度的磁化電流，稱為磁化電流面密度Is。假設(shè)磁介質(zhì)被均勻磁化，則在長(zhǎng)為L(zhǎng)，截面積為S的磁介質(zhì)中引入輔助物理量磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量在有磁介質(zhì)的磁場(chǎng)中，沿任意閉合路徑磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分等于該路徑所包圍的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。物理意義SI制中磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位：安培/米(A/m)則有：→磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理實(shí)驗(yàn)表明：各向同性的磁介質(zhì)和抗磁質(zhì)，磁化強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，即：令r=1+

，為磁介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率，則：B=0rH=H磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁化強(qiáng)度的單位都是Am-1。

=

0

r

稱為磁介質(zhì)的絕對(duì)磁導(dǎo)率注：真空中

=0,

r=1,=0,于是B=

0H

稱為磁介質(zhì)的磁化率例1：長(zhǎng)直單芯電纜的芯是一根半徑為R1

的金屬導(dǎo)體，它與外壁（R2）之間充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為

r的均勻磁介質(zhì)，電流I從芯流過再沿外壁流回。求介質(zhì)中磁場(chǎng)分布解：根據(jù)電流分布的軸對(duì)稱性，磁場(chǎng)分布是以中心線為軸的同心圓分布選中心線為軸，半徑為r的圓為積分路徑0<r<R1R1

<r<R2r>R22o當(dāng)溫度升高時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)會(huì)瓦解磁疇內(nèi)磁矩的規(guī)則排列。在臨界溫度（相變溫度Tc）時(shí)，鐵磁質(zhì)完全變成了順磁質(zhì)。居里點(diǎn)Tc(CuriePoint)如：鐵為1040K，鈷為1390K，鎳為630K2.磁化曲線裝置：環(huán)形螺繞環(huán)，用鐵磁質(zhì)充滿環(huán)內(nèi)空間。原理：根據(jù)安培定理由通有的傳導(dǎo)電流得：實(shí)驗(yàn)測(cè)量B：得出曲線:——磁滯效應(yīng)1)初始磁化曲線2)剩磁Br飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm3)矯頑力Hc3.鐵磁質(zhì)的磁滯回線鐵磁質(zhì)的磁化狀態(tài)并不能由電流I或H值單值確定，它還取決于該鐵磁質(zhì)此前的磁化歷史。4)磁滯回線5)在交變電流的勵(lì)磁下反復(fù)磁化使其溫度升高——磁滯損耗磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。不同的鐵磁質(zhì)的磁滯回線的形狀不同，表示它們各具有不同的剩磁和矯頑力Hc4.鐵磁性材料(1)軟磁材料：

純鐵，坡莫合金(Fe，Ni)，硅鋼等。如r大，(起始磁化率大)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大適用于變壓器、繼電器、電機(jī)、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒。特點(diǎn)：矯頑力(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長(zhǎng)，損耗?。℉dB面積?。Ｒ状呕?、易退磁5.磁屏蔽把磁導(dǎo)率不同的兩種磁介