物质中的稳恒磁场

关于物质中的稳恒磁场介质的相对磁导率顺磁质抗磁质铁磁质一、磁介质的分类传导电流产生与介质有关的电流产生>>在介质均匀充满磁场的情况下§9.1磁介质及其分类介质对场有影响总场是磁介质：能够影响磁场的物质。第2页,共27页，2024年2月25日，星期天§9.2磁介质的磁化磁化电流1.分子电流分子磁矩磁偶极子每个分子等效一个圆电流圆电流的磁矩电子轨道运动的磁矩电子的自旋磁矩：第3页,共27页，2024年2月25日，星期天顺磁质抗磁质磁畴铁磁质线度为10－4m分子磁矩是分子中所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩与所有核磁矩的矢量和。第4页,共27页，2024年2月25日，星期天1)顺磁性(只有顺磁质、铁磁质才具有顺磁性)2.磁化的微观解释

V

V无外磁场有外磁场B0第5页,共27页，2024年2月25日，星期天无外磁场顺磁质的磁化分子圆电流和磁矩有外磁场第6页,共27页，2024年2月25日，星期天顺磁质:由于分子磁矩的取向一致，考虑到它们相对应的分子电流，如图，长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质，将被均匀磁化。均匀磁场螺线管截面磁化电流束缚电流（磁化电流）传导电流－－自由电流顺磁质中的磁化电流产生的附加磁场的方向与外磁场方向相同起到增强磁场的作用第7页,共27页，2024年2月25日，星期天电子附加一个与磁感强度相反的磁矩2)抗磁性(所有介质均具有抗磁性)可证明，在外磁场的作用下，分子会产生一个和外磁场相反的感生磁矩。感生磁矩比固有磁矩小得多第8页,共27页，2024年2月25日，星期天抗磁质放到外磁场中，其分子产生感生磁矩，束缚电流产生的磁场和外磁场相反三.磁化强度

V(宏观小微观大)内1.磁化强度单位：A/m一般实验条件下,各向同性的磁介质的磁化强度与外磁场成正比第9页,共27页，2024年2月25日，星期天推导：L

i分磁介质S分放大L所包住的磁化电流则套住dl的分子电流：设分子浓度为n，第10页,共27页，2024年2月25日，星期天介质表面磁化电流密度：选磁化面电流密度第11页,共27页，2024年2月25日，星期天三、磁化强度

1.磁化强度2.磁化强度与磁化电流的关系极化强度对比电介质第12页,共27页，2024年2月25日，星期天一、有介质时的环路定理考虑到磁化电流（1）式则需加以修正§9.3有介质时的安培环路定理第13页,共27页，2024年2月25日，星期天设：I0─传导电流I

─磁化电流磁介质I

定义I0L第14页,共27页，2024年2月25日，星期天得：H的单位：A/m

（SI）；磁场强度的环路定理第15页,共27页，2024年2月25日，星期天考虑到磁化电流上式修正为沿任一闭合路径磁场强度的环流等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和。有介质时的环路定理第16页,共27页，2024年2月25日，星期天二.三者的关系普遍各向同性磁介质代入真空：第17页,共27页，2024年2月25日，星期天例1一充满均匀磁介质的密绕细螺绕环，求：磁介质内的解：取回路如图，设总匝数为N细螺绕环第18页,共27页，2024年2月25日，星期天例2：长直螺旋管内充满均匀磁介质()，设励磁电流，单位长度上的匝数为。求管内的磁感应强度。解：因管外磁场为零，取如图所示安培回路第19页,共27页，2024年2月25日，星期天例3：长直单芯电缆的芯是一根半径为R的金属导体，它与外壁之间充满均匀磁介质，电流从芯流过再沿外壁流回。求介质中磁场分布。方向沿圆的切线方向第20页,共27页，2024年2月25日，星期天一、铁磁质的宏观性质1.

r

1可使原场大幅度增加2.

r与磁化历史有关B-H

非线性装置起始磁化曲线§9.4铁磁质磁饱和状态第21页,共27页，2024年2月25日，星期天3.磁滞现象---剩磁---矫顽力abcdef磁滞回线铁磁质的磁化状态并不能由励磁电流或H单值的确定，它还取决于该铁磁质此前的磁化历史4.居里温度顺磁质

居里点铁7670C镍3570C第22页,共27页，2024年2月25日，星期天磁滞损耗

在交变电磁场中铁磁质的反复磁化将引起介质的发热称为磁滞损耗

实验和理论都可以证明磁滞损耗和磁质回线所包围的面积成正比BH第23页,共27页，2024年2月25日，星期天

应用：硅钢片作变压器、电机、电磁铁的铁芯铁氧体（非金属）作高频线圈的磁芯材料磁性材料：软磁材料BH

特点：磁导率大矫顽力小容易磁化也容易退磁磁滞回线包围面积小磁滞损耗小第24页,共27页，2024年2月25日，星期天

特点：剩余磁感应强度大矫顽力大不容易磁化也不容易退磁磁滞回线宽磁滞损耗大硬磁材料应用：作永久磁铁永磁喇叭BH第25页,共27页，2024年2月25日，星期天磁致伸缩—磁致伸缩长度相对改变约10-5量级温下可达10-1