磁介质PPT课件

1、第第4章章 有磁介质存在时的磁场有磁介质存在时的磁场 1 磁介质及其分类磁介质及其分类 2 有磁介质时磁场的规律有磁介质时磁场的规律 3 铁磁质铁磁质第1页/共36页BBBo 介质的相对磁导率介质的相对磁导率顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质1 磁介质及其分类磁介质及其分类一、磁介质的分类一、磁介质的分类介质对场有影响介质对场有影响 总场是总场是传导电流产生传导电流产生与介质有关的电流产生与介质有关的电流产生rBB0111rrr在介质均匀充满在介质均匀充满磁场的情况下磁场的情况下第2页/共36页 1. 磁介质磁介质 在磁场作用下发生变化并影响磁场的物质在磁场作用下发生变化并影响磁场的物质。

2、B0表面出现表面出现 磁化电流磁化电流： 分子电流的磁矩杂乱无章分子电流的磁矩杂乱无章 第3页/共36页2.磁介质中的磁场磁介质中的磁场 B0B 0B 外磁场；外磁场； B 磁化电流的磁场；磁化电流的磁场； 总磁场：总磁场： 0BBB 实验得知：实验得知： 0rBB ( 常量常量 ) r 磁介质的相对磁导率磁介质的相对磁导率( 纯数纯数 )。 真真 空：空： ; 1 r 空空 气：气： . 1 r r 0 磁介质的磁导率。磁介质的磁导率。 在各向同性的均匀磁介质中：在各向同性的均匀磁介质中： 0BBr 令：令： 其中：其中： （）第4页/共36页（1）顺磁质：顺磁质： , 1010 , 142

3、 rr , 1 r , 1 r （2）抗磁质：抗磁质： （3）铁磁质：铁磁质： （4 4）超导体：）超导体： , ) ( 0c TTr 0BB 0BB 0BB 0 B 第5页/共36页有介质时的环路定理有介质时的环路定理SLSBIlB）（）（内2 01 0dd真真空空考虑到磁化电流（考虑到磁化电流（1）式则需加以修正）式则需加以修正2 有磁介质时磁场的规律 第6页/共36页0000/BBBBrr两侧对任意闭合路径L积分int, 00int00000,d 1dIIrBrBLLr定义：/0BBHrint, 0dIrHLH的环路定理磁介质I I0L第7页/共36页令：令： , 0 rBH H 磁场强

4、度磁场强度 则则 d iLIlH d 0 iLrIlB (16.10) 1. 1. 有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理 磁场强度磁场强度 的环流的环流 = = 回路包围的传导电流的代数和回路包围的传导电流的代数和。 H2. 2. 磁场强度磁场强度 H , 0 BBHr 0HHBr (16.9) 第8页/共36页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aIH 2 RIH2 nIH nIH aIB 2 RIB2 InB InB 第9页/共36页 0Il dHL0 l dEL 0qSdDS0 SdBS DEHB EBDH 1 第10页/共36页3

5、铁磁质（铁磁质（了解内容了解内容）一、铁磁质的宏观性质一、铁磁质的宏观性质二、铁磁性起因二、铁磁性起因三、磁致伸缩三、磁致伸缩第11页/共36页0510 1520A测量测量H测量测量B 的探头的探头（霍尔元件）（霍尔元件）电阻电阻换换向向开开关关电流表电流表螺绕环螺绕环铁环铁环狭缝狭缝铁磁质铁、钴、镍、镝等物质测量磁滞回线的实验装置第12页/共36页05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H 第13页/共36页.05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H BHo第14页/共36页.a05 10 1520AN

6、R=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .BHbo第15页/共36页.a05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .BHbo初始磁化曲线c.sB第16页/共36页.a05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .BHboc.第17页/共36页05 10 1520AsNR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .rB.BHabcdo第18页/共36页05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .BHsBabcosBsB

7、sH第19页/共36页05 10 1520AsNR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .rB.BHabcdoBr第20页/共36页05 10 1520AsNR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .crB.BHabcdeo第21页/共36页05 10 1520AsNR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .crB.BHcHabcdeo第22页/共36页05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .crsB.BHcHabcdefosBrBsB第23页/共36页05 10 1520

8、AcsrNR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .crB.BHcHabcdefgosBrB第24页/共36页05 10 1520AcsrNR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .crB.BHcHabcdefgosBrB磁磁 滞滞 回回 线线第25页/共36页05 10 1520AcsrNR=2HI 从磁强计中可以测得B 根据电流的测量再由式可得到H .crB.BH磁磁 滞滞 回回 线线cHabcdefgo磁滞现象： B滞后于 H 的变化sBrB第26页/共36页 2. 高 值 有很大的磁导率。放入线圈中时可以 使磁场增强 3.磁滞 有剩磁、磁

9、饱和及磁滞现象。倍。1010241. 非线性 B 和H 不是线性关系。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。 HB 不成立BHH B磁滞回线磁滞回线第27页/共36页4. 4. 居里温度居里温度铁铁 767 oC镍镍 357 oC 温度超过某一临界温度时，铁磁质自发磁化强度将消失。这个临界温度称为铁磁质的居里温度或居里点。 第28页/共36页纯铁纯铁硅铁硅铁钴钴5.磁畴磁畴 在无外磁场作用时自发分裂为很多小区域称为磁畴。每个小区域内原子或离子磁矩平行排列，而各磁畴取向平均抵消，能量最低，因而整个铁磁体对外不显示磁性。第29页/共36页Si-Fe单晶

10、单晶(001)面的面的磁畴结构磁畴结构箭头表示箭头表示磁化方向磁化方向0.1mm 磁场较低时，与外磁场方向相同或相近的磁畴体积将增大，与外磁场方向相反或夹角接近180 的磁畴体积将缩小；磁场较高时，每个磁畴将作为一个整体转到外磁场方向。铁磁体将通过两种途径实现磁化。第30页/共36页包含产生无外磁场有外磁场磁化去外磁场高温第31页/共36页单晶磁畴结构单晶磁畴结构 示意图示意图多晶磁畴结构多晶磁畴结构 示意图示意图第32页/共36页6. 磁性材料：磁性材料：软磁材料软磁材料BH 应用：硅钢片应用：硅钢片 作变压器、电机、电磁作变压器、电机、电磁铁的铁芯铁的铁芯 铁氧铁氧体（非金属）作体（非金属）作高频线圈的磁芯高频线圈的磁芯材料材料 特点：磁导率大特点：磁导率大 矫顽力小矫顽力小 容易磁化容易磁化也容易退磁也容易退磁 磁滞回线包围面积小磁滞回线包围面积小 磁滞损磁滞损耗小耗小第33页/共36页 特点：剩余磁感应强度大特点：剩余磁感应强度大 矫顽力大矫顽力大 不不容易磁化容易磁化 也不容易退磁也不容易退磁 磁滞回线宽磁滞回线宽 磁磁滞损