大学物理 第17磁介质.ppt

17 1 17 2磁介质对磁场的影响 真空 介质 1 磁介质 实体物质在磁场作用下呈现磁性 该物体称磁介质 2 磁化 磁介质在磁场中呈现磁性的现象称为磁化 一 磁介质中的磁感应强度 3 磁介质中的磁感应强度 第17章磁场中的磁介质 实验发现 磁介质中的磁感应强度 注意 r 只与磁介质的种类有关 4 磁介质分类 第一类 顺磁质和抗磁质 磁化后产的磁性都很弱 属于弱磁材料 1 顺磁质 如 铝 氧等 顺磁质 r 如 氧 铝等 r 1 10 5 抗磁质 r 如 铜 r 1 10 5 2 抗磁质 如 汞 铜 氢等 铁磁质 r 1 如 纯铁 r 10 第二类 铁磁质 磁化后能产生极强的磁性 是强磁性材料 如 纯铁 硅钢 坡莫合金 17 4磁介质中的安培环路定理 有磁介质时的恒定磁场中 任意点磁感应强度 自由电流Io的磁场 束缚 磁化 电流I 磁场 安培环路定理 定义磁场强度 在稳恒磁场中 磁场强度矢量沿任一闭合路径的线积分 即环流 等于包围在环路内各传导电流电流的代数和 而与磁化电流无关 单位 安培 米 A m 无限长直电流的磁场 圆电流中心的磁场 长螺线管电流中部的磁场 环形长螺线管中部的磁场 无限大均匀磁介质中磁场的毕 萨定律 静电场与静磁场的比较 静电场 静磁场 稳恒磁场 物理量 高斯定理 环路定理 性质方程 例1一环形螺线管 管内充满磁导率为 相对磁导率为 r的顺磁质 环的横截面半径远小于环的半径 单位长度上的导线匝数为n 求 环内的磁场强度和磁感应强度 解 例2一无限长载流圆柱体 通有电流I 设电流I均匀分布在整个横截面上 柱体的磁导率为 柱外为真空 求 柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度 解 在分界面上H连续 B不连续 3 有剩磁 磁饱和及磁滞现象 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 4 温度超过居里点时 铁磁质转变为顺磁质 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 17 5铁磁质 1 磁滞回线 2 磁畴 根据现代理论 铁磁质相邻原子的电子之间存在很强的 交换耦合作用 使得在无外磁场作用时 电子自旋磁矩能在小区域内自发地平行排列 形成自发磁化达到饱和状态的微小区域 这些区域称为 磁畴 多晶磁畴结构示意图 临界温度 铁磁质的居里点 每种磁介质当温度升高到一定程度时 由高磁导率 磁滞 磁致伸缩等一系列特殊状态全部消失 而变为顺磁性 不同铁磁质具有不同的转变温度如 铁为1040K 钴为1390K 镍为630K 用磁畴理论可以解释铁磁质的磁化过程 磁滞现象 磁滞损耗以及居里点 3 铁磁质的分类及其应用 软磁材料作变压器的 纯铁 硅钢坡莫合金 Fe Ni 铁氧体等 r大 易磁化 易退磁 起始磁化率大 饱和磁感应强度大 矫顽力 Hc 小 磁滞回线的面积窄而长 损耗小 HdB面积小 还用于继电器 电机 以及各种高频电磁元件的磁芯 磁棒 1 软磁材料 2 硬磁材料 作永久磁铁 钨钢 碳钢 铝镍钴合金 3 矩磁材料 作存储元件 Br BS Hc不大 磁滞回线是矩形 用于计算机中的记忆元件 磁化时极性的反转构成了 0 与 1 矫顽力 Hc 大 102A m 剩磁Br大磁滞回线的面积大 损耗大 还用于磁电式电表中的永磁铁 耳机中的永久磁铁 永磁扬声器 锰镁铁氧体 锂锰铁氧体 比