大物电磁学 第9章 磁场中的磁介质

1、.,第九章 磁场中的磁介质,.,顺磁质,定义:,如：氧、铝、钨、铂、铬等。,如：氮、水、铜、银、金、铋等。,如：铁、钴、镍等,r不同的磁介质在磁场中所表现出的特性不同：,抗磁质,铁磁质,I,I,磁介质对螺线管内的场有影响 其内总磁场是：,相对磁导率,分类,.,一、磁介质的磁化,1. 分子的固有磁矩,2. 磁化强度矢量,单位体积内分子 磁矩的矢量和,3. 磁化强度矢量与磁场 的关系,无外磁场,有外磁场,.,4. 磁化强度矢量与磁化面电流密度 j的关系,I,介质的体积为：,更一般的证明为：,5. 磁化强度M与束缚电流 I 的关系,L,即磁化电流密度等于磁化强度沿该表面处的分量。,磁化强度M沿闭合回

2、路的线积分等于该回路包围的磁化电流代数和。,.,二、有介质时的高斯定理,无论是什么电流激发的磁场，其磁力线均是无头无尾的闭合曲线。,介质中的磁感应强度：, 通过磁场中任意闭合曲面的磁通量为零。,即：,.,1. 磁场强度,2. 的环路定理,数学表达式,物理意义,三、有介质时的安培环路定理,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。,单位：安培/米(A/m),., 理解和应用,用 的环路定理求 与前面所学的用 的环路定理求 的方法完全相同。,路内总自由电流，路上总磁场强度,（同样的应用条件；,在相同载流体的情况下，取同样的安培环路）,三、 和 的相互关系,（点点对应关系

3、）,相对磁导率,绝对磁导率,.,8,电极化现象,磁化现象,原因,原因,磁介质的磁化规律可与电介质的极化规律对比：,.,例1 （5670） 一无限长载流圆柱体，其上 电流强度 ，方向沿轴线；圆柱体 半径 。此圆柱体外再罩一载流圆 筒，其上电流强度 ，方向与 相 反；圆柱面半径 。求此载流系统 的磁感应强度分布。,截面图（俯视）,.,如果在圆柱体与圆柱面之间充有两层介质，分界面半径 。再求此载流系统的磁感应强度分布。（第一层介质的相对磁导率为r1 第二层介质的磁导率为2 ）,安培环路形状：,以载流体的轴线为圆心、半径 、且所围平面垂直轴的圆周。,安培环路定理左边,圆柱内,.,根据 的安培环路定理,

4、有,第一层介质内,方向：,圆周切线方向，且与电流成右手螺旋,根据 的安培环路定理,.,可得,同理可得,根据,可得,.,方向：,圆周切线方向，且与电流成右手螺旋,.,例2 （5153） 截面为矩形的螺绕环共N匝， 内径为 、外径为 ，环内充有磁导 率为 的磁介质，求通过螺绕环横截 面的磁通量。,作以螺绕环轴线为中心，半径 的圆周为安培环路。,解：,根据 的安培环路定理有,.,通过螺绕环横截面的磁通量：,如果求通过螺绕环的总磁通量。则,.,1.磁化曲线,装置：环形螺绕环，用铁磁质 充满环内空间。,实验测量B：,由,(1) 铁磁质的r 不是个常数，它是H 的函数。,原理：根据安培定理 由通有的传导电流得：,结论,在螺绕环磁隙处测量,11,四、磁滞效应,.,B的变化落后于H，从而具有剩磁磁滞效应,1) 起始磁化曲线,2) 剩磁Br,饱和磁感应强度BS,3) 矫顽力Hc,(2) 磁滞回线,12,作业： 9.6 9.7 9.8 9.9,.,补充题：螺绕环中心周长l = 10 cm，