磁介质中的稳恒磁场.ppt

磁介质中的稳恒磁场 电磁学第五章 1 磁介质 凡是能与磁场发生相互作用的物质叫磁介质 磁介质放入外场中 在介质均匀充满磁场时 相对磁导率 2 磁介质的分类 抗磁质 如锌 铜 铅等 顺磁质 如锰 铬 铂等 顺磁质和抗磁质 弱磁性物质 铁磁质 强磁性物质 思考 不同磁介质为什么会呈现上述不同的磁性呢 电子的轨道磁矩 电子的自旋磁矩 核磁矩 忽略不计 分子磁矩 分子所有电子的轨道磁矩与自旋磁矩的和 1 分子电流圈模型 自旋角动量对应的磁矩 轨道角动量对应的磁矩 分子电流圈 每个分子等效一个圆电流 分子电流 顺磁质抗磁质 2 磁化机理 1 磁力矩对电子轨道角动量的影响 感应磁化 等效圆电流 轨道角动量绕磁场进动 感生磁矩 结论 感应磁化所产生的附加磁矩总是与外磁场方向相反 抗磁性 一切物质都具有抗磁性 2 磁化机理 2 磁力矩对分子磁矩取向的影响 取向磁化 抗磁质 抗磁质只存在感应磁化 顺磁质 无外场 有外磁场 热运动 顺磁质必存在取向磁化 顺磁性 思考 顺磁质为什么在磁场不表现出抗磁性 1 磁化电流 特例法 长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质 顺磁质 横截面 磁化电流 在外磁场作用下 磁介质界面出现的电流 磁化电流的特点 1 能激发附加磁场 但无热效应 2 不可引出 故称为束缚电流 2 磁化强度 3 磁化强度与磁化电流的关系 引入 磁化电流密度 结论1 结论2 电介质 电极化强度 束缚电荷 磁介质 磁介质 稳恒磁场 磁介质磁化 磁介质表面产生磁化电流 磁介质内部产生磁极化场 1 磁介质中的高斯定理 2 磁介质中的安培环路定理 引入磁场强度 单位 A m 三者的关系 普遍情形 对于各向同性的磁介质 之间的关系 之间的关系 在磁场与磁介质均具有某些特殊对称性的情形下 3 磁介质中的安培环路定理的应用 由H的环路定理可方便地求出磁感应强度等量 3 由 求H 1 场对称性分析 2 选取适当环路 由 求B 由 求M 由 求jm 如图 一无限长载流直导线 其外有一层磁介质 2 介质内外界面上的束缚电流密度 例 求 1 磁介质中的磁化强度和磁感应强度 1 主要特性 在外场中 铁磁质可使原磁场大大增强 撤去外磁场后 铁磁质仍能保留部分磁性 2 磁化机理 磁畴 铁磁质中磁场很强的小区域 无 磁化方向与 有 整个铁磁质的总磁矩为零 同向的磁畴扩大 磁化方向转向 的方向 磁场大大增强 外场撤去 被磁化的铁磁质不能恢复磁化前的状态 磁畴的磁化方向 3 磁化曲线 装置 环形螺绕环 铁磁质 如Fe Co Ni及稀土族元素的化合物 在缝口用霍尔电势法测量B 原理 用传导电流I激励磁场 用安培定理得H 剩磁 矫顽力 起始磁化曲线 4 分类及其应用简介 实验表明 不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大 分为软磁材料 硬磁材料 矩磁铁氧体材料 应用硅钢片 作变压器 电机 电磁铁的铁芯 铁氧体 非金属 作高频线圈的磁芯材料 特点磁导率大 矫顽力小 容易磁化 也容易退磁 磁滞回线包围面积小 磁滞损耗小 4 分类及其应用简介 特点剩余磁感应强度大 矫顽力大 不容易磁化 也不容易退磁 磁滞回线宽 磁滞损耗大 应用作永久磁铁 永磁喇叭等 4 分类及其应用简介 应用作计算机中的记忆元件 磁化时极性的反转构成了 0 与 1 的物理载体 特点磁滞回线呈矩形状 4 分类及其应用简介 铁磁质温度高于某一温度tC时 转化为顺磁质 此临界温度称为居里点 利用铁磁质具有居里温度的