大物课件chapter12磁场中的磁介质

1、物质中的磁场第12章磁介质1磁介质及其分类23有磁介质时磁场的规律铁磁质11 磁介质及其分类一. 磁介质的分类介质对场有影响总场是传导电生B Bo B在介质均匀充满磁场的情况下与介质有关的电生2 BrB0介质的相对磁导率 r 1顺磁质 r 1抗磁质 r 1铁磁质二. 磁介质的磁化磁化电流1. 分子电流分子磁矩磁偶极子Gpm顺磁质抗磁质每个分子等效一个圆电流G 0 0pm轨道角动量对应的磁矩ppms自旋角动量对应的磁矩Gpm 0铁磁质磁畴32.磁化的微观解释B0顺磁性(只有顺磁质、铁磁质才具有顺磁性)B 方向与 B 0 方向相同抗磁性 (所有介质均具有抗磁性)GGpmGGpmGpmL分子中电子轨

2、道角动量的旋进电子轨道磁矩受磁力矩方向垂直纸面向内轨道角动量绕磁场旋进BG M GpmlBGpmlG电子附加一个与磁感Gpmpm强度相反的磁矩4K轨道角动量与磁矩的关系：pmMLeV pm IS T S e 2 r r2 L mVrB0KM KpmB电子磁矩受到力矩KdL角动量定理M dtKpmB绕磁场进动附加一磁矩与外场反向。05 K e2 r 2KPm4m B0 KeKpm 2m L介质磁化的过程如下：6顺磁质抗磁质在外场中在外场中3.磁化电流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充满均匀的各向同性介质将被均匀磁化均匀磁场BGI pm螺线管截面7顺磁质B oB oI

3、 sB 表面出现磁化电流磁化B o8L传导电流与磁化电流共同产生场I sI cB o铁磁质的磁化9对比电介质三.磁化强度极化强度1.磁化强度KpKeiP lim iVV 02.磁化强度与磁化电流的关系 P nGSq dsP10j M nGGI M dlLGG pmiM lim iV 0V*推导：设分子浓度为 n， 则套住 dl 的分子电流：S分磁介质S放大i分dI n icos dl) (S分分 M dl cosGG M dl穿过L所围曲面S 的磁化电流11*介质表面磁化电流密度：GMslMdIdM磁介质磁化面电流密度dlnj dI jS Mtdl12磁化电流Is磁化电流MKn为介质表面外法线

4、的矢。13j M Ksn磁化强度M在量值上等于磁化电流面密度。js沿轴线长度上的磁化电流（磁化电流面密度）磁化电流取的积分环路abcda:MKvL M dl M ababcK js ab Ids磁化强度对闭合回路L的线积分，等于穿过以L为周界的任意曲面的磁化电流的代数和。Mabdc14I v M dlL3. 磁化规律各向同性线性磁介质对比 电介质P e0 EK 1E0rm e 极化率介质的磁化率D E P150GBG磁场强度H M0M K 1HmHr2 有磁介质时磁场的规律一.有介质时的环路定理GG B dl I（1）0内v B dlL 0 I内真空 LGG B dS 0（2）S介质考虑到磁化

5、电流需加以修正KK16B B0 B I内=(I0内 I内 )2 有磁介质时磁场的规律I 磁化电流B dl 0 (I0内 I内 )设：I0 传导电流L I0内 0 0M dl磁LGGB介质LM ) dl I(L0内I0I0定义172 有磁介质时磁场的规律GGB( M )d l0内I0L得：H 的：A/m （ SI ）；Oe（SGSM），1103Oe A/m 4GMGB真空：H0 ，018Hd l0内I的环路定理LGBG磁场强度HM0各向同性线性磁介质之间的关系之间的关系称为相对电容率称为相对磁导率磁导率或相对介电常量19环路定理的应用证明在各向同性均匀磁介质内无传导电流处也无磁化电流证： 介质中

6、闭合回路L所套连的磁化电流为：I M dl m H dlGLL m I0 m H dl磁介质L若 I0 0，则I 0LL任取且可无限缩小故 I0 = 0 处 I= 020例1一充满均匀磁介质的密绕细螺绕环， 5104 特米/安n 103匝/米I 2安求：磁介质内的H , B, M 5 10 4解： 398r4 10 70取回路如图，设总匝数为NKdlL H 2r NIHR 1OrNIH nI细螺绕环R 22r21R R r12例1NIH nI2rB HM (r nI1)H (r1)nIj M表代入数据M 7.94 105 A/mj 7.94 105 A/m22例1j941057.A/m：设想把这些磁化面电流也分成每米103匝，相当于分到每匝有多少？94 5 7.10/ n794j(A2()A)10 3充满铁磁质后K BBKB0KBKKBBB或023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。I解：R24rIRH在分界面上H 连续, B 不连续25练习 一磁导率为1的无限长圆柱形直导线，半径为R1，其中均匀地通有电流 I 。在导线外包一层磁导率为 2 的圆柱形不导电的磁介质，其外半径为 R2，如图所示。求磁场强度和磁感应强度的分布。R2I1R1226解：由