磁化強度和磁化電流ppt課件.ppt

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1、§12-2磁化強度、磁化電流一、用磁化強度來描寫磁化的強弱。1.定義：單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和對順磁質(zhì)，??pm可以忽略；對于抗磁質(zhì)，?pm＝0，對于真空，M＝0。2.磁化強度隨磁場增強而增大對順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)均如此單位：A/m.二、介質(zhì)表面出現(xiàn)磁化電流順磁質(zhì)抗磁質(zhì).二、磁化電流磁化面電流單位體積磁矩則該段磁介質(zhì)中總的磁矩為.磁化強度對閉合回路的線積分等于通過回路所包圍的面積的總磁化電流。.§12-3磁介質(zhì)中的磁場磁場強度有磁介質(zhì)后，空間任一點的磁場B0-傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁場B'-磁化電流產(chǎn)生的磁場出現(xiàn)“欲求B需先知道B”的問題，為此引入一輔

2、助的物理量：磁場強度。.在磁場中任取一環(huán)路L，它套住的電流有：傳導(dǎo)電流和磁化電流。由安培環(huán)路定理：其中：I為傳導(dǎo)電流，IS為磁化電流又因安培環(huán)路定理可寫成令磁場強度.表明：磁場強度矢量的環(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)。.實驗證明：對于各向同性的介質(zhì)，在磁介質(zhì)中任意一點磁化強度和磁場強度成正比。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；

3、如果磁介質(zhì)是不均勻的，它是空間位置的函數(shù)。.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。.的關(guān)系為介質(zhì)的磁化率均勻磁介質(zhì)非均勻順磁質(zhì)無磁質(zhì)其中：磁導(dǎo)率抗磁質(zhì)相對磁導(dǎo)率.有磁介質(zhì)時磁場的計算.解：在環(huán)內(nèi)任取一點，過該點作一和環(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的磁感應(yīng)強度的大小相等，方向都沿切線。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I，單位長度內(nèi)匝數(shù)n，環(huán)的橫截面半徑比環(huán)的平均半徑小得

4、多，磁介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分別為μ和μr。求環(huán)內(nèi)的磁場強度和磁感應(yīng)強度。.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I，單位長度內(nèi)匝數(shù)n，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μ和μr。求環(huán)內(nèi)的磁場強度和磁感應(yīng)強度。.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)一點的

5、磁場；（2）圓柱體內(nèi)一點磁場；（3）圓柱面外一點的磁場。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IIIR1R2r2r1r3.（2）設(shè)在圓柱體內(nèi)一點到軸的垂直距離是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.由B＝?H，得（3）在圓柱面外取一點，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

6、,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.§12-5鐵磁質(zhì).一、鐵磁質(zhì)的特征1.?r>>1，產(chǎn)生特強附加磁場B?；2.?r與磁化的過程有關(guān)，Ｂ－Ｈ關(guān)系為非線性，即?不是常量，與H有復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系；3.磁滯現(xiàn)象，H隨外場而變，它的變化落后于外磁場的變化，外場消失后，磁性仍能保持；4.居里溫度，一定的鐵磁材料存在一特定的臨界溫度，稱為居里點，當(dāng)溫度在居里點以上時，它們的磁導(dǎo)率和磁場強度H無關(guān)，這時鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)化為順磁質(zhì)。.二、磁化曲線B—H和?—H曲線是非線性關(guān)系Ｂ─H曲線也叫起始磁化曲線Ｂmax─飽和磁感強度OMNPO.O三、磁滯回線由

7、于磁滯，當(dāng)磁場強度減小到零（即H=0）時，磁感強度B≠0，而是仍有一定的數(shù)值Br，叫做剩余磁感強度(剩磁)。當(dāng)外磁場由+Hm漸減小時，磁感強度B并不沿起始曲線0P減小，而是沿PQ比較緩慢的減小，這種B的變化落后于H的變化的現(xiàn)象，叫做磁滯現(xiàn)象，簡稱磁滯。隨著反向磁場的增加，Ｂ逐漸減小，當(dāng)H=-Hc時，Ｂ等于零，剩磁消失，Hc叫做矯頑力，表示鐵磁質(zhì)抵抗去磁的能力。磁滯效應(yīng)損耗能量與磁滯回線的面積成正比.鐵磁質(zhì)的磁滯現(xiàn)象鐵磁質(zhì)磁化的磁滯現(xiàn)象動畫示意霍耳器件探頭螺線環(huán)高斯計測電流計測飽和剩磁矯頑力.鐵磁質(zhì)磁化微觀機制用金相顯微鏡觀察到拋光鋼材樣品表

8、面上鐵粉在磁疇邊界上聚集.鐵磁質(zhì)的磁化微觀機制磁疇鐵磁質(zhì)的自發(fā)磁化小區(qū)域(由電子自旋磁矩引起)用偏振光顯微鏡觀察到的石榴石單晶磁性薄膜的迷宮式磁疇..鐵磁質(zhì)的磁化微觀機制（續(xù)）各