磁介质的安培定律
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铁磁质 一、铁磁质及其磁化 铁磁质 B >> B 0 铁、镍、钴、铁氧体 对于顺磁质与抗磁质，B与H有线性关系， 磁导率 μ 为一常量。即：
B =μ H 对于铁磁质，B 与H之间的关系比较复杂， 磁导率 μ 不是一个常量。
由实验所测定的 B 与 H 之间的关系曲线 称为磁化特性曲线。
结束 返回
磁介质中的磁场
5、抗磁质磁化机理 ——电子的轨道在外磁场的作用下发生变化 无外磁场： 分子中每个电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零， 但是分子全部轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和等于零。 即分子的固有磁矩等于零，所以在没有外磁场时， 抗磁质并不显磁性。 加外磁场： 分子中每个电子的轨道运动将受到影响，从而引起 附加的轨道磁矩——其方向与外磁场方向相反，就要 出现与外磁场方向相反的附加磁场， 于是抗磁质的磁感应强度比外磁场的磁感应强度要 略小一点。
H
B
分布电流
3.磁介质中的安培环路定理
磁场强度沿任何闭合回路的线积分， 等于通过该回路包围传导电流的代数和。
传导电流
H dl I i
l
※ ①磁场强度是描述磁场的辅助物理量，其单位： A· m-1 Idl r 1 Idl r ②毕奥-萨伐尔定律 dB dH 3 4 r 4 r 3
2.磁场强度 H
B dl B dl 0 I i 0 ( NI I s )
l AB
设长直螺线管中充满各向同性均匀磁介质 由 B B0 B 取闭合回路ABCDA
磁场中某点磁感强度B 与同一点磁导率μ的比 值 ——磁场强度
本讲主要内容
安培定律
dF Idl B F l Idl B
磁介质的磁化
B B0 B
o 4 107 H m1
传导电流
磁导率
磁介质安培环路定理 l H dl I i
μ = μ 0μ r
一 磁介质
1 磁介质
磁介质中的 总磁感强度
磁化强度
' B B0 B
真空中的 磁感强度 介质磁化后的 附加磁感强度
（铝、氧、锰等） 顺磁质 B B0 弱磁质 抗磁质 B B0（铜、铋、氢等） 铁磁质 B B0（铁、钴、镍等）
2 顺磁质和抗磁质的磁化 m I 分子圆电流和磁矩
例1 有两个半径分别为 R 和 r 的“无限 长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁 导率为 r 的磁介质.当两圆筒 通有相反方向的电流 I 时， I 试 求（1）磁介质中任意点 r P 的磁感应强度的大小； d （2）圆柱体外面一点Q I R 的磁感强度.
r
解 rd R
B H
一、 磁介质 1．磁介质 在磁场作用下能够磁化、并反过来影响原磁场的物质。 2．磁介质的磁化 原不显示磁性的物质在磁场 B0 中获得磁性，称磁化。 B 产生附加磁场 B B B
0
3．磁介质的分类： （1）顺磁质：B与 B0同向， B B0 如 Al、O2、Mn 弱磁质 （2）抗磁质： B 与 B0 反向， B B0 如 Cu、H 2、Bi 强磁物质 或铁磁质 B B 与 同向， 如 Fe 、 Co 、 Ni 0 B B0 （3）铁磁质：
顺 磁 质 的 磁 化
Is
B0
无外磁场
有外磁场
顺磁质内磁场 B B0 B '
无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 m 0
抗 磁 质 的 磁 化
q ' m
B0
v F
' m
B0
' m
，B0 同向时 抗磁质内磁场 B B0 B'
q F ' m v ，B0 反向时
二、磁导率
设螺线管中通电流I，单位长度匝数n，内部磁感强度B0大小为 真空中 B =μ nI 0 0 介质中
B r 比值μr是反映磁介质性质 B0 的纯数——相对磁导率。
=μnI
B =μ0μr nI
μ=μ0μr——磁介质磁导率
三、磁介质中的安培环路定律 1.分子电流
分子电流假说：环形电流 分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体 分子电流是由原子内部的电子运动形成的
dR
0 r I
H dl I
l
2πdH I
2π d H dl I I 0
l
r
I
2 π d H 0, H 0
d
I
B H 0
同理可求 d r， B 0
R
rБайду номын сангаас
（4）磁屏蔽
把磁导率不同的两种磁介质放到磁场中，在其交界面 上磁场要发生突变，这时磁感强度的大小和方向都发生 变化，即引起磁感应线折射。 当磁感线从磁导率较小的磁介质进入磁导率较大的磁 介质时，磁感应线要偏离法线；反之则折向法线。 用磁导率很大的软磁材料（坡莫合 金，铁铬合金等）做成罩，放在外磁 场中，因罩的磁导率 比真空磁导率 0大得多，绝大部分磁感应强度从罩 壳的壁内通过，而罩的空腔内部磁感 线极少，就达到了磁屏蔽目的。
4、顺磁质磁化机理 ——来自分子的固有磁矩 无外磁场： 因分子热运动，各分子磁矩 取向无规则，故磁介质任一 宏观小体积内所有分子磁矩 矢量和为零，对外不呈磁性。 加外磁场： 因外磁场的磁力矩作用，使各分子固有磁矩转向 外磁场方向——沿外磁场方向产生附加磁场； 外磁场使各分子固有磁矩发生变化，即对每个分子 产生一个附加的磁矩。 可以证明，不论外磁场方向如何，总是产生与外磁 场方向相同的附加磁矩附加磁场。
B =μ H 对于铁磁质，B 与H之间的关系比较复杂， 磁导率 μ 不是一个常量。
由实验所测定的 B 与 H 之间的关系曲线 称为磁化特性曲线。
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磁介质中的磁场
5、抗磁质磁化机理 ——电子的轨道在外磁场的作用下发生变化 无外磁场： 分子中每个电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零， 但是分子全部轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和等于零。 即分子的固有磁矩等于零，所以在没有外磁场时， 抗磁质并不显磁性。 加外磁场： 分子中每个电子的轨道运动将受到影响，从而引起 附加的轨道磁矩——其方向与外磁场方向相反，就要 出现与外磁场方向相反的附加磁场， 于是抗磁质的磁感应强度比外磁场的磁感应强度要 略小一点。
H
B
分布电流
3.磁介质中的安培环路定理
磁场强度沿任何闭合回路的线积分， 等于通过该回路包围传导电流的代数和。
传导电流
H dl I i
l
※ ①磁场强度是描述磁场的辅助物理量，其单位： A· m-1 Idl r 1 Idl r ②毕奥-萨伐尔定律 dB dH 3 4 r 4 r 3
2.磁场强度 H
B dl B dl 0 I i 0 ( NI I s )
l AB
设长直螺线管中充满各向同性均匀磁介质 由 B B0 B 取闭合回路ABCDA
磁场中某点磁感强度B 与同一点磁导率μ的比 值 ——磁场强度
本讲主要内容
安培定律
dF Idl B F l Idl B
磁介质的磁化
B B0 B
o 4 107 H m1
传导电流
磁导率
磁介质安培环路定理 l H dl I i
μ = μ 0μ r
一 磁介质
1 磁介质
磁介质中的 总磁感强度
磁化强度
' B B0 B
真空中的 磁感强度 介质磁化后的 附加磁感强度
（铝、氧、锰等） 顺磁质 B B0 弱磁质 抗磁质 B B0（铜、铋、氢等） 铁磁质 B B0（铁、钴、镍等）
2 顺磁质和抗磁质的磁化 m I 分子圆电流和磁矩
例1 有两个半径分别为 R 和 r 的“无限 长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁 导率为 r 的磁介质.当两圆筒 通有相反方向的电流 I 时， I 试 求（1）磁介质中任意点 r P 的磁感应强度的大小； d （2）圆柱体外面一点Q I R 的磁感强度.
r
解 rd R
B H
一、 磁介质 1．磁介质 在磁场作用下能够磁化、并反过来影响原磁场的物质。 2．磁介质的磁化 原不显示磁性的物质在磁场 B0 中获得磁性，称磁化。 B 产生附加磁场 B B B
0
3．磁介质的分类： （1）顺磁质：B与 B0同向， B B0 如 Al、O2、Mn 弱磁质 （2）抗磁质： B 与 B0 反向， B B0 如 Cu、H 2、Bi 强磁物质 或铁磁质 B B 与 同向， 如 Fe 、 Co 、 Ni 0 B B0 （3）铁磁质：
顺 磁 质 的 磁 化
Is
B0
无外磁场
有外磁场
顺磁质内磁场 B B0 B '
无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 m 0
抗 磁 质 的 磁 化
q ' m
B0
v F
' m
B0
' m
，B0 同向时 抗磁质内磁场 B B0 B'
q F ' m v ，B0 反向时
二、磁导率
设螺线管中通电流I，单位长度匝数n，内部磁感强度B0大小为 真空中 B =μ nI 0 0 介质中
B r 比值μr是反映磁介质性质 B0 的纯数——相对磁导率。
=μnI
B =μ0μr nI
μ=μ0μr——磁介质磁导率
三、磁介质中的安培环路定律 1.分子电流
分子电流假说：环形电流 分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体 分子电流是由原子内部的电子运动形成的
dR
0 r I
H dl I
l
2πdH I
2π d H dl I I 0
l
r
I
2 π d H 0, H 0
d
I
B H 0
同理可求 d r， B 0
R
rБайду номын сангаас
（4）磁屏蔽
把磁导率不同的两种磁介质放到磁场中，在其交界面 上磁场要发生突变，这时磁感强度的大小和方向都发生 变化，即引起磁感应线折射。 当磁感线从磁导率较小的磁介质进入磁导率较大的磁 介质时，磁感应线要偏离法线；反之则折向法线。 用磁导率很大的软磁材料（坡莫合 金，铁铬合金等）做成罩，放在外磁 场中，因罩的磁导率 比真空磁导率 0大得多，绝大部分磁感应强度从罩 壳的壁内通过，而罩的空腔内部磁感 线极少，就达到了磁屏蔽目的。
4、顺磁质磁化机理 ——来自分子的固有磁矩 无外磁场： 因分子热运动，各分子磁矩 取向无规则，故磁介质任一 宏观小体积内所有分子磁矩 矢量和为零，对外不呈磁性。 加外磁场： 因外磁场的磁力矩作用，使各分子固有磁矩转向 外磁场方向——沿外磁场方向产生附加磁场； 外磁场使各分子固有磁矩发生变化，即对每个分子 产生一个附加的磁矩。 可以证明，不论外磁场方向如何，总是产生与外磁 场方向相同的附加磁矩附加磁场。