磁场与介质的相互作用

1、磁场与介质相互作用磁场与介质的相互作用interaction of magneticfield and substance1介质的磁化、磁导率+BBB0B0真空中介质被磁化后所产生的真空中介质内的介质的相对磁导率mr0BB介质的磁化及相对磁导率磁介质2磁介质的分类铜铝 铁顺磁质抗磁质铁磁质mr1且11且mrmr11磁介质的分类及举例1+101-10-5105-43顺磁质磁化微观机制B0真空中介质的分子磁矩(分子中的电子自旋和绕核运动B无外场,磁矩随机取向,相互抵消.顺磁质的磁化微观机制0B0BB施加,顺磁质的与同向.,4抗磁质磁化微观机制B0真空中抗磁质的磁化微观机制B抗磁质的电子磁矩矢量和近

2、乎零.(顺磁质亦有此效应,其影响相对较小).0B0BB施加 ,引起感应分子电流(无阻),所形成的 与 反向.5磁化电流B0表面形成磁化电流磁化电流与磁化电流密度l磁化电流IssjIsl磁化电流密度内部分子电流抵消6磁介质安培环路定理mr(剖面)磁介质中的安培环路定理BL回路 的环流:iBhdl0mISiL(0mSiSiIci)i+sIr0PLmr介磁质载流螺线环N匝s导线中的传导电流Ic介质表面的磁化电流I?能有更方便的表达吗7续7磁介质中的安培环路定理(续)r0PLmr介磁质载流螺线环N匝BL回路 的环流:iBhdl0mISiL(0mSiSiIci)i+sI?能有更方便的表达吗其中Bp2rB

3、hdlL0BmrB,SiIciIcN0Bm0IcNp2r,.得BhdlLm0mrSiIcimSiIcihdlLBmSiIci即令HBmH,称磁场强度()A m-1hhdlLHSiIci磁介质中的安培环路定理BHmm0mrm,8例题IImr1mr2例题两长直载流同轴薄导体圆筒筒间填满两层磁介质B求介质内的 分布R1LrOR2RIp2rldHp2r0HcoshdlHLp2r0H00ld应用介质中的安培环路定理Hp2rI0mB12mr1mr2介质 内介质 内m1Hmr1p2rIBm2H0mmr2p2rI得r()1RRr()RR29磁介质中的高斯定理磁介质中的高斯定理磁介质sB任意封闭曲面sdh0Bs

4、通过磁介质磁场中任一封闭曲面的磁通量均应等于零.10铁磁质的磁滞现象高斯计测B电流计测IHI()0-+0-+铁磁质磁化的磁滞现象动画示意饱和IBH铁磁质霍耳器件探头螺线环剩磁矫顽力811磁滞回线HOBsB饱和磁感应强度剩磁BrHc矫顽力磁滞回线IBH铁磁质霍耳器件探头螺线环0高斯计测B+电流计测IH8I()0+实验电路简图12常见的铁磁材料三类常见的铁磁材料及其磁滞回线形态HBOHBOHBO软磁材料硬磁材料矩磁材料矫顽力小,易充 退磁.如纯铁 硅钢等.用于电机 变压器继电器等的铁芯.矫顽力大,剩磁也大.如锰镁铁氧体等用于电磁仪表 扬声器等的永久磁铁.剩磁值接近饱和值.如碳钢 钡铁氧体等.两剩磁

5、态可控翻转,用于计算机儲存元件.13铁磁质磁化微观机制用金相显微镜观察到抛光钢材样品表面上铁粉在磁畴边界上聚集.铁磁质的磁化微观机制磁 畴铁磁质的自发磁化小区域(由电子自旋磁矩引起)用偏振光显微镜观察到的石榴石单晶磁性薄膜的迷宫式磁畴.14续14铁磁质的磁化微观机制（续）H0HHHH 各磁畴磁化方向混乱，整体不显磁性.畴壁运动 磁畴的自发磁化方向与外场方向相同或相近的磁畴体积扩大,反之缩小.磁畴壁发生运动.磁畴转向 磁畴的自发磁化方向转向外场方向.饱和 全部磁畴方向均转向外场方向.磁滞现象及剩磁,是因磁化时磁畴相互摩擦发热,使过程不可逆.15铁磁质的居里点铁磁质的居里点铁磁质被加热达到某一临界