大学物理15-5课件

一、均匀磁场作用于载流线圈的磁力矩MNOPI.平面线圈在均匀磁场中所受合力都为0OI回顾向里

M,NO,P向里侧视，向外稳定平衡均匀磁场作用于载流线圈的磁力矩

M,NO,P侧视，向外侧视，向里MNOPI.当电流方向与刚才的相反→顺磁质定义:如：铁、钴、镍等→抗磁质→铁磁质磁介质的分类II相对磁导率一、磁介质15.5磁场中的磁介质≠0=0二、磁介质的磁化1、顺磁质的磁化可见：Bo强，∥NS-当介质处在外磁场中，电子轨道磁矩受磁力矩:在磁力矩作用下，轨道角动量绕磁场方向旋进。电子附加一个磁矩:∑2抗磁质的磁化=0当没有外磁场时不显磁性三、磁介质中的安培环路定理1.磁化电流(束缚电流)以无限长螺线管为例顺磁质在磁介质内部的任一小区域：相邻的分子环流的方向相反在磁介质表面处各点：分子环流未被抵消形成沿表面流动的面电流——束缚电流介质中磁场由传导电流和束缚电流共同产生。顺磁质2、磁介质中的安培环路定理Ii——为环路所包围的传导电流。Is——为环路所包围的是磁化电流，难以测量。3、引入磁场强度H

令式中称为磁介质的磁导率则安培环路定理就可以写成如下形式:——磁介质中的安培环路定理磁介质内磁场强度沿所选闭合路径的环流等于闭合积分路径所包围的所有传导电流的代数和。H的单位：A/m

（SI）一定条件下，可用安培环路定理求解磁场强度，然后再求解磁感应强度。电介质对电场的影响介质中电场减弱有电介质时的高斯定理比较H和B随离轴线距离变化的曲线

四、铁磁质1.主要特征①能产生非常大的附加磁场B’。甚至千倍于外磁场B0，而且同方向。②B和H不是线性关系，是一复杂函数关系。即相对磁导率μr可以很大但不是常量，μr是磁场强度H的函数。③B的变化落后于H的变化，称磁滞现象。当H=0时,有剩磁现象。④各种不同铁磁质各有一临界温度Tc,当T>Tc时，失去铁磁性，成为一般顺磁质。Tc称为铁磁质的居里点。如铁的居里点为1040K，镍的居里点是631K等等。B的变化落后于H，从而具有剩磁——磁滞效应每个H对应不同的B与磁化的历史有关。1)起始磁化曲线2)剩磁Br饱和磁感应强度BS3)矫顽力Hc(2)磁滞回线(3)在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高——磁滞损耗磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。★

交换力：电子之间的交换作用使其在自旋平行排列时能量较低，这是一种量子效应。★磁畴：原子间电子交换耦合作用很强，使其自旋磁矩平行排列形成磁畴——自发的磁化区域。铁磁性主要来源于电子的自旋磁矩。3.铁磁质磁化的机制★磁畴的变化可用金相显微镜观测H=0HH↑H↑↑H↑↑↑↗↑HB根据现代理论，铁磁质相邻原子的电子之间存在很强的“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达到饱和状态的微小区域这些区域称为“磁畴”用磁畴理论可以解释铁磁质的磁化过程、磁滞现象、磁滞损耗以及居里点1892年罗辛格首先提出磁畴的形成是由于磁偶极子间非磁性的相互作用*深入认识磁畴1935年朗道和栗佛希兹从磁场能量的观点说明了磁畴的成因纯铁硅铁钴磁畴Si-Fe单晶(001)面的磁畴结构箭头表示磁化方向0.1mm(1)软磁材料：

r大，(起始磁化率大)饱和磁感应强度大适用于变压器、继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。4.铁磁质的分类特点：矫顽力(Hc)小，磁滞回线的面积窄而长，损耗小（HdB面积小）。易磁化、易退磁

纯铁，坡莫合金(Fe，Ni)，硅钢，铁氧体等。如(2)硬磁材料：钨钢，碳钢，铝镍钴合金矫顽力(Hc)大，剩磁Br大磁滞回线的面积大，损耗大。适用于做永磁铁。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。(3)矩磁材料Br=