5,有介质的磁场.ppt

磁场中的磁介质 9 1磁介质对磁场的影响与介质的磁化 9 19 29 3 抗磁质 顺磁质 铁磁质 一 磁介质的分类 式中 r为相对磁导率 实验表明 二 顺磁质及其磁化 顺磁质分子的固有磁矩不为零 即 pm 0 无外磁场作用时 由于分子的热运动 分子磁矩取向各不相同 整个介质不显磁性 分子磁矩产生的磁场方向和外磁场方向一致 顺磁质磁化结果 使介质内部磁场增强 即 三 抗磁质的磁化 抗磁质分子的固有磁矩为零 分子中各电子有磁矩 但磁效应相互抵消 加磁场时 看一个电子的磁距 若从上往下看 电子轨道作顺时针方向进动 三 抗磁质的磁化 抗磁质分子的固有磁矩为零 分子中各电子有磁矩 但磁效应相互抵消 加磁场时 看一个电子的磁距 若从上往下看 电子轨道作顺时针方向进动 由此产生等效的 逆时针方向的分子电流 分子电流产生的附加磁矩和外磁场方向相反 分子电流所产生的附加磁矩方向和外磁场方向相反 附加磁矩产生的附加磁场和外磁场相反 所以抗磁质磁化结果使介质内部的磁场削弱 即 四 磁化强度 其中 对于顺磁质是指分子磁矩 对于抗磁质是指分子附加磁矩 对于顺磁质和抗磁质 统称弱磁质 介质中某一点磁化强度和该处的磁感应强度成正比 m 磁化率 介质磁导率 L p m p m B 0 在外磁场作用下电子轨道的进动 电子轨道平面 可以证明 在磁场中任取闭合环路 9 2H的环路定理 9 4 由于束缚电流和磁介质磁化的程度有关 而这磁化的程度又取决于磁感应强度B 所以磁介质和磁场的相互影响呈现一种比较复杂的关系 实际上可以通过引入适当的物理量而加以简化 如图载流导体和磁化了的磁介质组成的系统可视为由一定的自由电流 位移电流 束缚电流I j 分布组成的电流系统 对任一闭合回路L 引入一新矢量H 磁场强度 令 则 沿任一闭合回路磁场强度的环流等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和 包括传导电流 运流电流 位移电流 在无磁介质的情况下 M 0 H和B的关系为H B 0H和B的方向相同 在各向同性 均匀弱磁质中 H与B成正比 方向相同可先求H的分布 然后根据H和B的关系求出B的分布 H的环路定理 例 一根长直单芯电缆的芯是一根半径为R的金属导体 它和导电外壁之间充满相对磁导率为 r的均匀介质 今有电流I均匀地流过芯的横截面并沿外壁流回 求磁介质中磁感应强度的分布 解 由安培环路定理 求轴导线间单位长度截面上的磁通量 铁磁质 铁 钴 镍 镝及某些合金等物质 9 3铁磁质 9 5 电阻 电流表 测量H 换向开关 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式 计算得到H 磁滞现象 B滞后于H的变化 1 磁导率不是一个常量 它的值不仅决定于原线圈中的电流 还决定于铁磁质样品磁化的历史 B和H不是线性关系 铁磁质的特性 2 有很大的磁导率 放入线圈中时可以使磁场增强102 104倍 3 有剩磁 磁饱和及磁滞现象 磁滞损耗 4 有居里温度 T Tc时 铁磁质变为顺磁质 铁磁质的量子解释 磁畴 磁性材料 软磁材料特点 磁导率大 矫顽力小 磁滞回线窄 应用 硅钢片 作变压器的铁芯 铁氧体 非金属 作高频线圈的磁芯材料 硬磁材料特点 剩余磁