7-9磁场中的磁介质.

ZW


L w
陀螺的进动
L
L


B0
B0
电子的进动
附加磁矩“ ” 与外磁

场B0的方向永远相反
1、顺磁>>性：在 有外场时，
LL
分子固有磁矩

B0
是顺磁质产生磁效应的主要原因。



B0


有外场时分子电流的排列 磁介质表面有分子电流 I’
2r
铁磁质
无
磁性比顺、抗磁质要复杂得多。
外 磁
一、铁磁质的磁性起源：磁畴理论 场
二、铁磁质的主要特点： 1、产生非常大的附加磁场
B
'
，
有 外 磁
r >> 1 且不是常量。
2、B随H而变（B = H）， 但不是线性变化。
场
B
矫 顽
3、磁滞现象：B的变化总是
力
落后于H的变化。
4、铁磁质都有一个居里温度， 在此温度以上铁磁质变成顺磁质
B
Bm Q
P
Hm Br
H
O
Hm
Hc
P'
Bm
由于磁滞，当磁场强
度减小到零（即 H 0）
时，磁感强度B 0，而
磁滞回线
是仍有一定的数值 Br ，Br
叫做剩余磁感强度(剩磁).
矫顽力（铁磁质抵抗去磁能力）
Hc
铁磁性材料 实验表明，不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大.
特点：相对磁导率 和饱和磁感强度较 大，矫顽力小。
B
特点：剩磁和矫顽 力都比较大。
B
特点：高磁导率， 高电阻率。
B
OH
O
H
O
H
软磁材料
硬磁材料 矩磁铁氧体材料
小结 名称
特点
应用
软磁材料
相对磁导率 和饱和磁感 强度较大， 矫顽力小。
电磁铁、变压器、交流电动 机、交流发电机中的铁心。
硬磁材料
剩磁和矫顽 力都比较大。
适于制造永磁体
压磁材料 磁致伸缩
探测海洋深度和鱼群
m : 磁化率
本节主要讨论磁介质对磁场的影响：从微观结构出发,
分析磁介质的磁性起源，简单介绍磁化规律。
重点：物质的磁性起源,介质中的安培环路定理。
磁介质 磁化
一、磁介质的分类：
磁介质的磁化
r


1


m
电介质的极化
B0
B0

E
'

E0
B
'
or
B
'
r

B B0
E

E0

E
'
E < E0
BB>BB0 0
B
'
B B
<
B0 B0

B '
0r
顺磁质：B>B0 r > 1 锰、铬、铝、氧、氮 …
抗磁质：B<B0 铁磁质：B>>B0
r < 1 r >> 1
金、银、铜、铋、锑、氢… 铁、钴、镍等合金。
注意： 10 真空: B=B0 ，r=1 m 0 。
7-9 磁场中的磁介质
实 毕 尔验奥定证律—萨明有伐：：同一B电0 流在40真空II中ddrll的2Brˆrˆ0 B 4 r 2
与磁介质中的 真空 介质
B
不同。

0r
介质中磁导率。
——磁介质对电流 的磁场有影响。
r B B0 相对磁导率。
r 1 m

0 (Ii

I
'
)
介质中:
引入“磁场强度”： 真空中:

HH0磁化BB电0流0
传导电流
介质中的安培环路定理： H dl
L
Ii



*介质中由 传导电流 求出 H 再由 B H 求得 B
*对称场有磁介质时,只需将 “ B” 中的 0 即可。
0
-HC
HC
（磁畴瓦解）。
磁滞 回线
B
H
磁化曲线
初始磁化曲线
B
Bmax
P
N B H曲线
M O
H
B
H
饱和磁感强度

max
H曲线
O
H
磁滞回线
当外磁场由 Hm 逐渐
减小时，磁感强度 B并不
沿起始曲线 0P 减小 ，而 是沿 PQ比较缓慢的减小，
这种 B的变化落后于H的
变化的现象，叫做磁滞现 象 ，简称磁滞.
LB dl Ii
例 电缆的芯是一根半径为 R 的金属导体,它和
导电外壁 之间充满相对磁导率为r的均匀介质.
电流均匀地流过芯的横截面并沿外壁流回. 求介质中磁感应强度的分布。
解: 本题具有轴对称性, 如图选取环路.

I
L H dl I
2rH I
H I
2r B H 0r I
注意：

B0

B0
I'
B
'

B > B0
外场越强，温度越低（热运动缓慢），磁化越厉害。
2附、加分抗磁子磁矩总性固有 磁是矩抗磁质产 生0 磁效应唯一的原因。

B0 B '
I'


,
B0
方向永远相反
B ' ,
B0
方向也相反。
3、超导体的完全抗磁性
20 顺： m > 0， 抗： m < 0，超导： m 1
30 顺、抗磁质是弱磁性材料，铁磁质是强磁性材料。
二、物质的磁性起源
磁荷的观点。
*分子电流
分子电流的观点。
分子中各电子对外界产生的磁效应的总和可用一个
圆电流表示，称 “分子电流” 。
*分子的 “固有磁矩” ： *分子的 “附加磁矩” ：
矩磁材料
高磁导率， 高电阻率。
计算机中的记忆元件；电子 技术中的天线和电感中磁心
所以 B < B0

超导体：在临界温度
B0
以下，电阻变为零。 将超导体放入外磁场中，
B0
体内 B = 0——迈斯纳效应。
磁介质中的安培环路定理 磁 场强度
传导 电流
真空中的安培环路定理: L B dl 0 Ii
介质中的 B 与 I’ 有关，安环定理如何写？
L
B

dl