第六章--磁介质

电磁学 多媒体教学课件 西安电子科技大学理学院 第六章 磁介质 2 第六章磁介质 1分子电流观点 2介质的磁化规律 3磁场的能量和能量密度 第六章 磁介质 3 1分子电流观点 一磁介质的磁化 1 磁介质的磁化机理 每个分子等效一个圆电流 顺磁质抗磁质 磁畴 铁磁质 第六章 磁介质 4 1分子电流观点 由于分子磁矩的取向一致考虑到它们相对应的分子电流如长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质将被均匀磁化 2 磁化强度 磁化强度与磁化电流的关系 第六章 磁介质 5 1分子电流观点 二磁介质内的磁感应强度 有磁介质时的总场是 传导电流产生 与介质有关的电流产生 介质的相对磁导率 顺磁质抗磁质铁磁质 在介质均匀充满磁场的情况下 第六章 磁介质 6 1分子电流观点 三有磁介质时的安培环路定理和高斯定理 设 I0 传导电流 I 磁化电流 I 定义 1 安培环路定理 第六章 磁介质 7 1分子电流观点 得 H的单位 真空 奥斯特Oe SGSM A m SI 的环路定理 第六章 磁介质 8 1分子电流观点 各向同性线性磁介质 磁导率 令 则有 将 代入 得 2 高斯定理 该结论对传导电流或介质中的磁化电流都适用 第六章 磁介质 9 1分子电流观点 解 由安培环路定理 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 第六章 磁介质 10 2介质的磁化规律 一磁化率和磁导率 各向同性线性磁介质 介质的磁化率 介质的相对磁导率 顺磁质抗磁质铁磁质 在介质均匀充满磁场的情况下 第六章 磁介质 11 2介质的磁化规律 二顺磁质和抗磁质 第六章 磁介质 12 2介质的磁化规律 无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗磁质内磁场 抗磁质的磁化 第六章 磁介质 13 2介质的磁化规律 三铁磁质 存在一些小的均匀区域 同一磁畴内分子的磁矩 的取向近似相同 磁化的过程中各磁畴的磁矩朝磁场方向取向 因而表现出很强的磁效应 铁 钴 镍 镝等物质 1 铁磁质结构 这些小的区域称为磁畴 第六章 磁介质 14 2介质的磁化规律 测量B与H的关系 2 磁滞回线 c s r H B c H r B B B H 磁滞回线 c H a b c d e f g o 矫顽力 剩余磁感应强度 饱和磁感应强度 磁滞现象 B滞后于H的变化 s B r B 根据电流的测量再由式 可得到H 第六章 磁介质 15 2介质的磁化规律 磁滞回线 铁磁质磁化过程中要消耗 能量 此能量称为磁滞损耗 实验上发现沿磁滞线经历 磁滞回线所围的面积 成正比 一次循环磁滞损耗与 第六章 磁介质 16 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 3 铁磁质的特性 1 磁导率 B和H不是线性关系 2介质的磁化规律 3 有剩磁 磁饱和及磁滞现象 2 有很大的磁导率 放入线圈中时可以使磁场增强 倍 10 10 2 4 第六章 磁介质 17 2介质的磁化规律 4 磁性材料 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 矩磁材料 作计算机中的记忆元件 特点 磁导率大 矫顽力小 磁滞回线窄 1 软磁材料 特点 剩余磁感应强度大 矫顽力大 磁滞回线宽 2 硬磁材料 应用 作永久磁铁 永磁喇叭 第六章 磁介质 18 3磁场的能量和能量密度 一 载流自感线圈所储存的能量 1 载流自感线圈储存能量的实验验证 载流自感线圈确实储存了能量 2 储能公式 第六章 磁介质 19 1 磁场能量的概念 磁场具有能