物理学下14磁介质中的安培环路定理名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

物理学下14

磁介质中安培环路定理张宏浩第1页1第2页第3页可见，第4页第5页第6页一、磁介质分类9-6

磁介质磁介质——能与磁场产生相互作用物质磁化——磁介质在磁场作用下所发生改变（1）顺磁质（3）铁磁质（2）抗磁质（4）超导体依据大小和方向可将磁介质分为四大类附加磁场磁导率——描述不一样磁介质磁化后对原外磁场影响第7页第8页二.顺磁质与抗磁质磁化分子磁矩轨道磁矩自旋磁矩——电子绕核轨道运动——电子本身自旋等效于圆电流——分子电流1、顺磁质及其磁化分子固有磁矩不为零无外磁场作用时，因为分子热运动，分子磁矩取向各不相同,整个介质不显磁性。分子磁矩第9页

有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩作用，使分子磁矩转向外磁场方向。

分子磁矩产生磁场方向和外磁场方向一致，顺磁质磁化结果，使介质内部磁场增强。第10页2、抗磁质及其磁化分子固有磁矩为零在外磁场中，抗磁质分子会产生附加磁矩电子绕核轨道运动电子本身自旋外磁场场作用下产生附加磁矩电子附加磁矩总是减弱外磁场作用。抗磁性是一切磁介质共同含有特征。总与外磁场方向反向第11页可见，磁化强度即是磁介质磁矩密度第12页第13页定义:磁化强度*三、磁化强度Is——磁化电流js——沿轴线单位长度上磁化电流（磁化面电流密度）

磁化强度M在量值上等于磁化面电流密度。第14页abcd取如图所表示积分环路abcda:

磁化强度对闭合回路L线积分，等于穿过以L为周界任意曲面磁化电流代数和。四、磁介质中安培环路定理1、磁化强度与磁化电流关系第15页磁介质中安培环路定理第16页S2.磁介质中高斯定理经过磁场中任一闭合曲面总磁通量为零磁介质中高斯定理第17页3、磁介质中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线积分（即环流）等于包围在环路内各传导电流电流代数和，而与磁化电流无关。单位：安培/米(A/m)第18页五、磁场强度、磁感应强度关系介质磁导率第19页磁化率χm正负性第20页第21页第22页顺磁质与抗磁质对比第23页电介质中高斯定理磁介质中安培环路定理第24页

称为相对电容率或相对介电常量之间关系之间关系称为相对磁导率磁导率第25页例1一环形螺线管，管内充满磁导率为μ，相对磁导率为μr顺磁质。环横截面半径远小于环半径。单位长度导线匝数为n，每根导线电流强度为I。

求：环内磁场强度和磁感应强度解：第26页例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。柱体磁导率为μ，柱外为真空。求：柱内外各区域磁场强度和磁感应强度。解：IR第27页在分界面上H

连续,B

不连续IR第28页第29页1、磁化曲线装置：环形螺绕环;铁磁质Fe,Co,Ni及稀钍族元素化合物，能被强烈地磁化试验测量B,如用感应电动势测量或用小线圈在缝口处测量；由得出曲线铁磁质不一定是个常数，它是函数六、铁磁质原理:励磁电流I;

用安培定理得H第30页第31页第32页初始磁化曲线.......矫顽力饱和磁感应强度磁滞回线剩磁2、磁滞回线第33页B改变落后于H，从而含有剩磁，即磁滞效应。每个H对应不一样B与磁化历史相关。磁滞回线--不可逆过程在交变电流励磁下重复磁化使其温度升高磁滞损耗与磁滞回线所包围面积成正比。铁磁体与铁电体类似；在交变场作用下，它形状会随之改变，称为磁致伸缩（10-5数量级）它可用做换能器，在超声及检测技术中大有作为。第34页3、磁畴

依据当代理论，铁磁质相邻原子电子之间存在很强“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，形成自发磁化到达饱和状态微小区域。这些区域称为“磁畴”多晶磁畴结构示意图第35页显示磁畴结构铁粉图形第36页纯铁硅铁钴三种铁磁性物质磁畴第37页Si-Fe单晶(001)面磁畴结构箭头表示磁化方向第38页临界温度(铁磁质居里点)

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。不一样铁磁质含有不一样转变温度如：铁为1040K，钴为1390K，镍为630K

用磁畴理论能够解释铁磁质磁化过程、磁滞现象、磁滞损耗以及居里点。第39页3.

有剩磁、磁饱和及磁滞现象。铁磁质特征2.

有很大磁导率。放入线圈中时能够使磁场增强102~

104倍。4.温度超出居里点时，铁磁质转变为顺磁质。1.

磁导率μ不是一个常量，它值不但决定于原线圈中电流，还决定于铁磁质样品磁化历史。

B

和H

不是线性关系。第40页4、铁磁质分类及其应用软磁材料作变压器。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磁芯、磁棒。(1)软磁材料第41页(2)硬磁材料——作永久磁铁钨钢，碳钢，铝镍钴合金(3)矩磁材料——作存放元件Br=BS

，Hc不大，磁滞回线是矩形。用于记忆元件，当+脉冲产生H>HC使磁芯呈+B态