磁介质解析PPT教学课件
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大学物理下第12章.磁场中的磁介质PPT课件
分子磁矩的矢量和。
M
pm
pm
V
Pm 分子的固有磁矩的矢量和
A m1
Pm 附加磁矩的矢量和
讨论： 在 磁介质被磁化后 （1） M 可以相同，均匀磁化
也可以不同，非均匀磁化
（2）对于顺磁质： M // B 附加磁场与原磁场同向
对于抗磁质：M // B 附加磁场与原磁场反向
磁化电流 Is 分子电流的宏观表现
I0 Is
Is——磁化面电流，安培表面电流
αs——沿轴线单位长度上的磁化电流（磁化面电流密度）
pm pm pm IsS slS
M
M
pm
V
slS
lS
s
磁化强度M在量值上等于磁化面电流密度。
2、磁化强度与磁化电流的关系
取如图所示的积分环路abcda:
LM dl M ad s ad Is
第十二章
磁场中的磁介质
12-1 磁介质 磁化强度
磁介质——能与磁场产生相互作用的物质 磁化——磁介质在磁场作用下所发生的变化
一、 物质磁性的概述
B • • • • • • • • • • • • • •
R
0
无磁介质时：
B0 0nI
I
••••••••••••••
加入磁介质后
R
磁介质
B I
R 铁、钴、镍及其合金
B
I
4) 超导体 B = 0
3）B B0
此种磁介质称为 铁磁质 强磁质
二、分子电流与分子磁矩
电子绕核的轨道运动 电子本身自旋
等效于圆电流 ——分子电流
分子磁矩
Pm
pm ISn
分子磁矩在外磁场中受到 磁力矩作用，使它向磁场 方向偏转
最新第九章-磁介质电磁学PPT课件
(A)796 (B)398 (C)199 (D)63.3
B n I 1 1 0 0 0 2 5 1 0 4 T m / A
r
0
398
例3 同轴电缆由一导体圆柱(半径为a)和同轴导体16
园管(内外半径为b、c)构成，二者之间充满磁介
质，电流I从导体圆柱流去，从导体管流回，求磁
感应强度分布。
可用于制作激振器、超声波发生器等。
小结
静电场与稳磁场比较
29
静电场
稳恒磁场
场源 静止电荷dq 场力 静电力 基本规律 库仑定律
物理量
电E场强度F E q0
典型场源 电偶极子 pql
稳定电流 Idl 定常运动电荷 稳流导线互作用 运动电荷互作用
安培力定律
磁感应强度B FqvB
圆电流
pmI0Sn
静电场
解 电流轴向分布，磁力线为同心圆。
选磁力线为积分环路
H dlH 2 r L 1
对所有磁力线环路成立
H dlH 2 r
L 1
H dlH 2 r
L 2
H dlH 2 r L 3
L1
L1 L2 L3
闭合环路包围的传导电流
17
a I2r2Ia r2
(对 L3)
Ii
I
(对 L 2)
I
I(c2 b 2)
r 1m ,0r .
B 0 rH H
3.若 相得有真传 等介空B 导 ，0质 中故 电时M 在 流0 的H 介 保高0 质持或斯 中，不定H有由变律B ，H B 0o则真H B 00空 中M B 和0 0 介质rB 中0 的H 12
B B 0 B 磁 力 线是闭
B d S ( B 0 B ) d S 0
B n I 1 1 0 0 0 2 5 1 0 4 T m / A
r
0
398
例3 同轴电缆由一导体圆柱(半径为a)和同轴导体16
园管(内外半径为b、c)构成，二者之间充满磁介
质，电流I从导体圆柱流去，从导体管流回，求磁
感应强度分布。
可用于制作激振器、超声波发生器等。
小结
静电场与稳磁场比较
29
静电场
稳恒磁场
场源 静止电荷dq 场力 静电力 基本规律 库仑定律
物理量
电E场强度F E q0
典型场源 电偶极子 pql
稳定电流 Idl 定常运动电荷 稳流导线互作用 运动电荷互作用
安培力定律
磁感应强度B FqvB
圆电流
pmI0Sn
静电场
解 电流轴向分布，磁力线为同心圆。
选磁力线为积分环路
H dlH 2 r L 1
对所有磁力线环路成立
H dlH 2 r
L 1
H dlH 2 r
L 2
H dlH 2 r L 3
L1
L1 L2 L3
闭合环路包围的传导电流
17
a I2r2Ia r2
(对 L3)
Ii
I
(对 L 2)
I
I(c2 b 2)
r 1m ,0r .
B 0 rH H
3.若 相得有真传 等介空B 导 ，0质 中故 电时M 在 流0 的H 介 保高0 质持或斯 中，不定H有由变律B ，H B 0o则真H B 00空 中M B 和0 0 介质rB 中0 的H 12
B B 0 B 磁 力 线是闭
B d S ( B 0 B ) d S 0
第6章_磁介质
一、磁介质的分类
顺磁质：
增强原场
(过渡族元素、稀土元素、锕族元素等)
抗磁质：
减弱原场
(惰性气体、Li+ 、F- 、食盐、水等)
弱磁性物质
铁磁质
（通常不是常数） (铁、钴、镍及其合金等)
具有显著的增强原磁场的性质
强磁性物质
二、顺磁质和抗磁质 分子固有磁矩 —— 所有电子磁矩的总和
顺磁质：分子固有磁矩不为零 无外场作用时，由于热运动，对外也不 显磁性
H dl
L
I
有磁介质时的 安培环路定理
L
B
1+ m 相对磁导率
0
有磁介质存在时的安培环路定理的应用：
I0
例1 一无限长直螺线管，单位长度上的匝数为n，螺线
管内充满相对磁导率为 的均匀介质。导线内通电流I，
求管内磁感应强度和磁介质表面的束缚
H
B解
a P• b
B~H 磁滞损耗
所以
各磁 畴磁化 方向混 乱，整 体不显 磁性.
磁畴的自发磁化 方向与外场方向相 同或相近的磁畴体 积扩大,反之缩小. 磁畴壁发生运动.
磁畴的 自发磁 化方向 转向外 场方向.
全部 磁畴方 向均转 向外场 方向.
铁磁质的居里点
铁磁质基本特点
1、高 值
2、非线性 3、磁滞效应 4、居里温度 5、有饱和状态
证： 介质中闭合回路L所套连的磁化电流为：
M
磁
介 dl
质
L
I M dl mH dl
L
L
m H dl m I0
L
若 I0 0，则 I 0
L任取 且可无限缩小
故 I0 = 0 处 I = 0
Homework
磁场中的磁介质ppt
第五版
一、 H矢量的安培环路定理
几点说明
15
磁场中的介质
H dl I0
L
（1）只与传导电流有关，与束缚电流无关
（2） H 与 D 一样是辅助量，描述电磁场
ED
B H
B 0 H
9
（3）在真空中： M 0 r 1
第五版
15
磁场中的介质
当外磁场由 H m 逐渐减小时，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. 由于磁滞， H 0 时，磁感强度 B 0 Br 叫做剩余磁感强 ， 度(剩磁).
Bm
H m Br
B
Q
P
Hm
H
O
P
'
Hc
Bm
磁滞回线 矫顽力
Hc
17
第七章 恒定磁场
r
第七章 恒定磁场
13
物理学
第五版
15
磁场中的介质
解 rd R
B H
dR
0 r I
H dl I
l
2π dH I
2π d H dl I I 0
l
r
I
2π dH 0 , H 0
d
I
B H 0
同理可求 d r , B 0
物理学
第五版
15
磁场中的介质
3 铁磁性材料 不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大.
B B B
O
H
O
H
O
H
软磁材料
硬磁材料
第七章 恒定磁场
矩磁铁氧体材料
电磁学磁介质课件1
M
M
M
左上: 沿轴向均匀磁化的圆柱形细长介质棒 右上: 介质圆环, 各点M沿切向, 大小相同 左下: 扁盒状均匀磁化介质薄片 右下: 均匀磁化无限大介质中扁盒空腔
第六章 磁介质
[例题 试判断以下四种情况下磁化(面)电流密度出现在何处， 例题1] 例题 大小方向如何？ M
M
M
M
左上: 沿轴向均匀磁化的圆柱形细长介质棒 右上: 介质圆环, 各点M沿切向, 大小相同 左下: 扁盒状均匀磁化介质薄片 右下: 均匀磁化无限大介质中扁盒空腔
第六章 磁介质
[讨论]： 讨论] 1．安培环路定理和高斯定理一起全面反映了磁场的性质。 2．推广：在两种磁介质的分界面上，B的法向分量连续 ( B1n = B 2 n )；如果界面上没有传导面电流，则H的切向分量 连续( H 1τ = H 2τ )。 ( ) 3．第(1)问提供了一种测量介质内表面附近点1处H的方法。
第六章 磁介质
问题2：绕在L上的分子电流的总数是多少？ 这样的电流是中心位于一个圆柱形体积元中。
d l
S = Sn
dN = ndV = n | ∆S ⋅ dl |= n∆Sdl cosθ
dI ' = IdN = nIS ⋅ dl = nm分子 ⋅dl = M ⋅ dl
沿L积分可以得到：
∫ M ⋅ dl = ∑ I '
我们定义面电流密度矢量
z
j
i =
dI eI = dl
lim
∆z → 0
j∆ z e I
第六章 磁介质
•对应于电介质 σ ′ = P ⋅ n
我们可以有： i′ = M × n
取小回路L如图，将磁化强度与磁化电流的关系用 于该回路
磁介质(一)——分子电流观点资料课件
磁矩
磁介质内部所有磁偶极子的矢量和。
磁介质的分类
顺磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于沿外磁场方向排列 ，导致宏观上表现出较弱的磁
性。
抗磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于与外磁场方向相反 排列，导致宏观上表现出较弱 的磁性。
铁磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于与外磁场方向一致 排列，导致宏观上表现出较强 的磁性。
磁性传感器
磁力计
用于测量磁场强度和方向，常用于导航、地质勘探和物理实验等 领域。
电流传感器
检测电流产生的磁场，用于监测和控制电流。
磁性开关
利用磁性材料的位置变化来控制电路的通断，广泛应用于自动化设 备和安全系统。
磁性治疗与医疗设备
磁疗
01
利用磁场作用于人体，产生微弱电流以缓解疼痛、促进血液循
环等。
磁介质(一)——分子 电流观点资料课件
目 录
• 磁介质的定义与分类 • 分子电流观点的基本理论 • 磁介质的磁化过程 • 磁介质的磁化特性 • 磁介质的磁化理论模型 • 磁介质的实际应用
01
磁介质的定义与分类
磁介质的定义
磁介质
能够被磁场磁化的物质。
磁化
在外磁场的作用下，磁介质内部磁偶极子的取向 趋于一致，形成宏观磁矩。
反铁磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于相互抵消排列，导 致宏观上表现出较弱的磁性。
02
分子电流观点的基本理 论
分子电流观点的提
安培
最早提出分子电流观点，认为磁 性物质内部存在分子电流，是磁 性的根源。
洛伦兹
进一步发展了安培的观点，认为 不仅磁性物质内部存在分子电流 ，而且非磁性物质在磁场中也会 产生分子电流。
磁介质内部所有磁偶极子的矢量和。
磁介质的分类
顺磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于沿外磁场方向排列 ，导致宏观上表现出较弱的磁
性。
抗磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于与外磁场方向相反 排列，导致宏观上表现出较弱 的磁性。
铁磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于与外磁场方向一致 排列，导致宏观上表现出较强 的磁性。
磁性传感器
磁力计
用于测量磁场强度和方向，常用于导航、地质勘探和物理实验等 领域。
电流传感器
检测电流产生的磁场，用于监测和控制电流。
磁性开关
利用磁性材料的位置变化来控制电路的通断，广泛应用于自动化设 备和安全系统。
磁性治疗与医疗设备
磁疗
01
利用磁场作用于人体，产生微弱电流以缓解疼痛、促进血液循
环等。
磁介质(一)——分子 电流观点资料课件
目 录
• 磁介质的定义与分类 • 分子电流观点的基本理论 • 磁介质的磁化过程 • 磁介质的磁化特性 • 磁介质的磁化理论模型 • 磁介质的实际应用
01
磁介质的定义与分类
磁介质的定义
磁介质
能够被磁场磁化的物质。
磁化
在外磁场的作用下，磁介质内部磁偶极子的取向 趋于一致，形成宏观磁矩。
反铁磁质
在磁场作用下，原子或分子的 磁矩倾向于相互抵消排列，导 致宏观上表现出较弱的磁性。
02
分子电流观点的基本理 论
分子电流观点的提
安培
最早提出分子电流观点，认为磁 性物质内部存在分子电流，是磁 性的根源。
洛伦兹
进一步发展了安培的观点，认为 不仅磁性物质内部存在分子电流 ，而且非磁性物质在磁场中也会 产生分子电流。
磁场中磁介质.ppt
箭头表示 磁化方向
铁磁质的特性
1. 磁导率μ不是一个常量，它的值不仅决定于原线 圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。 B 和H 不是线性关系。
2. 有很大的磁导率。 放入线圈中时可以使磁场增强102 ~ 104倍。
3. 有剩磁、磁饱和及磁滞现象。
4.温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。
三 铁磁质的应用 (1)软磁材料
单位长度上的导线匝数为n。
求：环内的磁场强度和磁感应强度
解：
H
L
dl
H 2r
NI
H NI nI
r
2r
O
B H 0r H
例2 一无限长载流圆柱体，通有电流I ，设电流 I
均匀分布在整个横截面上。柱体的磁导率为μ，柱
外为真空。
求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度。
静磁场（稳恒磁场）
BH
S B dS 0
L H dl I0 B H
12-3 铁磁质 一 铁磁质的磁化规律
电流表
A
测量H
换 向 开 关
测量磁滞回线的实验装置
测量B 的探头 螺绕环 （霍尔元件）
铁环 狭缝
0 5 10 15 20
磁强计
电阻
A
1、磁化曲线
I
解： r R
LH dl H 2r I
r2 R2 I
Ir
Ir
H 2R2 B 2R2
R
I
0
H
r
r R H2r I
H I B 0I
2r
2r
I R
0
r
H
B
铁磁质的特性
1. 磁导率μ不是一个常量，它的值不仅决定于原线 圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。 B 和H 不是线性关系。
2. 有很大的磁导率。 放入线圈中时可以使磁场增强102 ~ 104倍。
3. 有剩磁、磁饱和及磁滞现象。
4.温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。
三 铁磁质的应用 (1)软磁材料
单位长度上的导线匝数为n。
求：环内的磁场强度和磁感应强度
解：
H
L
dl
H 2r
NI
H NI nI
r
2r
O
B H 0r H
例2 一无限长载流圆柱体，通有电流I ，设电流 I
均匀分布在整个横截面上。柱体的磁导率为μ，柱
外为真空。
求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度。
静磁场（稳恒磁场）
BH
S B dS 0
L H dl I0 B H
12-3 铁磁质 一 铁磁质的磁化规律
电流表
A
测量H
换 向 开 关
测量磁滞回线的实验装置
测量B 的探头 螺绕环 （霍尔元件）
铁环 狭缝
0 5 10 15 20
磁强计
电阻
A
1、磁化曲线
I
解： r R
LH dl H 2r I
r2 R2 I
Ir
Ir
H 2R2 B 2R2
R
I
0
H
r
r R H2r I
H I B 0I
2r
2r
I R
0
r
H
B
6第六章磁介质 2解析PPT课件
史有关
13
顺磁质、抗磁质的磁化率
材料
温度/K
明 矾（含铁） 顺 明 矾（含铁）
明 矾（含铁） 磁 氧（液态）
氧气 质钠
铀
4 90 293 293 293 293 293
m/10-5
4830 213
66 152
0.19 0.72 40
抗铋 磁 水银 质银
铅 铜
293 293 293 293 293
2mr 2m
M
0
er 2 2
0
M er 2
2
（Δω的方ห้องสมุดไป่ตู้与外磁场B相同）
由于附加磁矩 方向和外磁场 相反，所以
B <B0
当外加磁场反向时,也有上面的结果.
22
三、铁磁质
1、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：
=
0
m m
e
无外磁场作用时，由于分子的热运动， 分子磁矩取向各不相同,整个介质不显磁性。
分 子 磁 矩
16
有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩 M 的作用。
这一力矩使分子磁矩转向外磁场的方向
B0 m B0 m M
M
=
m m
B
17
有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩 M 的作用。
这一力矩使分子磁矩转向外磁场的方向
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。
设起始状态P, PP’
H>0, B>0
BB+dB
B
P’ P
H
27
d
第11章磁场中的磁介质PPT课件
分子磁矩的矢量和:
Pm 0
从介质横截面看，介质内分子电流两两反向，相互抵消。
导体边缘分子电流同向,未被 抵消的分子电流沿柱面流动
⊙ B0
B0
等效
分子电流可等效成磁
介质表面的磁化电流 Is，
Is
B
Is产生附加磁场。
B B0 B B0
磁化电流 Is 可产生附加磁场，但无热效应，因无宏观电 荷移动，磁第化13页电/共流2束6页缚在介质表面，也称为束缚电流。
Hc
矫顽力——加反向磁场Hc， 使介质内部的磁场为 0，
o
Hc
H
结论
继续增加反向磁场，介质
达到反向磁饱和状态； 铁磁质的r不是一个常数，
改变外磁场为正向磁场， 它是 H 的函数。
不断增加外场，介质又达 到正向磁饱和状态。
B的变化落后于H，从而具有 剩磁，即磁滞效应。
第17页/共26页
二、铁磁质的磁化机制
解 （1）当两个无限长的同轴圆柱体和圆柱面中有电流通过
时，它们所激发的磁场是轴对称分布的，而磁介质亦呈轴对
称分布，因而不会改变场的这种对称分布。设圆柱体外圆柱
面内一点到轴的垂直距离是r1，以r1为半径作一圆，取此圆为 积分回路，根据安培环路定理有
r3
I
R1 R2 rr12
II
第9页/共26页
H dl H
抗磁质：分子中各电子的磁矩完全抵消，整个分子无固有磁矩
第12页/共26页
（1）顺磁质的磁化机制
磁介质是由大量分子或原子组成，无外场时，顺磁质分子的磁矩排列杂 乱无章，介质内分子磁矩的矢量和
Pm 0
有外磁场时，这些分子固有磁矩就要受到磁场的力矩
作用，力矩的方向力图使分子磁矩的方向沿外场转向。
大学物理第11章磁场中的磁介质ppt课件
第三篇 电磁学
无损耗输电。传统输电过程中总要产生一部分焦耳热损耗，一般在 10%~20%，如果采用超导体输电，几乎没有电能损失，而且不需要 升压，可以不用变压器设备，也不必架设高压线，可以在地下管道中。 甚至可以直接传输直流电。
产生强磁场。因超导体无热损耗，可通过很大电流，如用超导芯线为 Nb3Sn。其最大电流密度为 109 A/m2, 在承受相同电流的情况下，超 导芯线可以细得多，超导磁铁不仅效率高，而且可以做得很轻便。例 如，一个能产生 5T 的中型电磁铁的重量可达 20 吨，而超导磁铁的重
量不过几公斤。 美国在 磁谱仪中，将采用超导磁铁产生强磁场，
2003 年再次送入地球轨道，观察暗物质和反物质。
第三篇第三篇电磁学电磁学在无外磁场时抗磁质中分子的轨道和自旋磁矩均不为零但其和分子磁矩为零m0物质不显磁抗磁质的磁化机理抗磁性电子进动有外场时外磁场使分子中作轨道运动的电子的角速度变化当电子轨道运动角速度与外磁场同向时角速度增加
第三篇 电磁学
第十一章 磁场中的磁介质
上章我们学习了真空中稳恒电流激发的磁场及其规律。当 空间有介质(导体、绝缘体)存在时，磁场将与介质发生相互 作用，我们把磁场中的介质称为磁介质。磁介质在外加磁场 作用下自身产生附加磁场的过程称为磁化。
分子电流——分子磁矩产生的磁效应可 以用一等效的圆电流的磁效应来表示。
这就是安培提出的分子电流假设。
第三篇 电磁学
顺磁质和抗磁质的磁化可用安培分子电流假说解释，而铁磁质的磁化很 复杂，后面我们将用磁畴的概念解释。
1. 顺磁质的磁化机理——顺磁性
无外磁场时，顺磁质中的每个分子虽然具有磁矩m≠0，但由于分子热 运动而使其取向无规则，物质分子的总分子磁矩m=0，物质对外不 显磁性。
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分圆子电电流流
pm
二、弱磁介质的磁化机理
分 子固有磁 矩
pm
pmIn S 0
eI
------分子中所有的电子轨道磁 矩和自旋磁矩的矢量和
pm为分子中所有的电子轨道磁矩和自旋
磁矩的矢量和
分子固有磁矩 pmIn S 0
顺磁质分子电结构： 抗磁质分子电结构：
pm0 pm0
1. 顺磁质的磁性
分子电流
ISL d IL M d l
磁化电流与磁化电流密度有
ISSjdS
L M d l Sjd S
磁化强度M与磁化电流IS的关系
L M d l L 内 Is i Sjd S
注意：
式中S是以闭合曲线L为周界的任意曲面面积； 这是磁化电流与磁化强度的普遍关系式之一。
3. 磁化强度M与磁化电流线密度的关系 磁化电流线密度：介质表面单位长度上的磁化电流
pm
eI
有矩分子
无外磁场作用时，顺磁质分子的固有磁矩不为零
由于分子的热运动，
分
分子磁矩取向各不相同，
子 磁
整个介质不显磁性。
矩
有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩的作用，使
分子磁矩转向外磁场的方向
pm
M
B0
MpmB
B0
B
分子磁矩产生的磁场方向和外磁场方向一致
顺磁质磁化结果，使介 质内部磁场增强，即
BB0 BrB0
2. 抗磁质的磁性 无矩分子
有外磁场作用
无外磁场作用时，抗磁质 分子中各电子的磁效应相 互抵消，分子的固有磁矩 为零。
抗磁质分子中的每个电子的
运动都相当于一个圆电流，
其角动量L与其相应的电子 磁矩pm相反。
M epm B 0
旋转的电子受到一个与其角动量垂直的力矩作用时，
该电子要做“进动”的运动。
磁化强度M不仅与外磁场有关，而且还与磁化（束缚） 电流所产生的磁场有关；
MpBiblioteka i 或Mpm i
V
V
M只存在于磁介质内，在磁介质外 M = 0。
对于顺磁质，磁化强度M与外磁场B0方向相同；对 于抗磁质，磁化强度M与外磁场B0 方向相反；
顺磁质在外磁场中也产生附加磁矩，即顺磁质也
有抗磁性，但附加磁矩远小于分子磁矩。
磁化电流或束缚电流Iss
S
N
顺磁质、抗磁质的磁化机制虽不同，但磁介质放进外磁 场中，都会在其内部或表面层内出现磁化电流；顺磁质磁 化电流的方向与外磁场呈右手螺旋关系，而抗磁质则相反
在外磁场的作用下，磁介质内部出现宏观磁矩，同时 在其内部或表面也出现了磁化电流
------ 磁介质的磁化现象
在磁介质内部或表面出现的电流是束缚电流（磁化 电流），且外磁场越强，磁介质内部或表面出现的 束缚电流越大
可见，磁介质的磁化程度可由体积元V内
或
pm
的大小描述
i
pm i
定义：单位体积内分子磁矩（或附加磁矩）的矢量
和，即
M
pm i 或
V
M
pm i
V
------ 反映了磁介质的磁化程度
说明
M是所选小体积元V内一点的磁化强度。当磁介质
中各处的磁化强度的大小和方向均相同时，则称为均
匀磁化，其磁介质称为各向同性磁介质；
磁化（束缚）电流也会激发磁场，也产生附加场强 ，使磁场的分布发生变化
三、磁化强度矢量 M------反映磁介质的磁化程度
1. 磁化强度矢量
无外磁场时：磁介质中任一小体积元V内所有分子
磁矩的矢量和为零，即
pmi0
有外磁场时：磁介质被磁化， p mi0或
pm i 0
且外场越强，介质磁化程度越高， pm或i pm越i 大
第五章 磁介质
基本内容
1. 磁介质的磁化 2. 有磁介质时磁场的基本规律 3. 铁磁质 4. 磁路
§1 磁介质的磁化
一、三类磁介质
B B 0 B
B0
BrB0
B B
在外磁场作用下能够显示 出磁性的物质
真空中磁场的磁感应强度 介质磁化所产生的附加磁场
介质中的合磁场
磁介质分类：
r相对磁导率
S dl
分子中心在该体积元中的分子 ，其分子圆电流必然被dl穿过
S dl
由于磁化而被dl穿过的分子电 流对穿过曲面S的总磁化电流的 贡献为
C B
dI M nc 0IV o d lsn 0 M d Ilc d l o S s A S
S dl
电对流曲为面S的周界L，则由于磁化而穿过该 曲面S的磁化
2. 磁化强度M与磁化（面）电流的关系
设在各向同性磁介质中，单位体积内的分子数为n
磁p 介m 质放I0 入 磁S 场磁中化，强每度个分子M 产生 的n 平p m 均分 子n 磁0 矩 为S I
在曲面周界上，任取一个长为 dl，底面积为S，体积为V的 小斜柱，斜柱以dl为轴线
C B
小斜柱的体积 V d lc o S sA S
（3）当介质外为真空时，介质表面磁化电流的 线密度等于该处磁化强度M与介质表面外法线单 位矢量的叉积，即
M e n
• 大小： M sin
• 方向：右手螺旋法则
4. 磁化强度M与附加磁场B’的关系
磁化电流也会产生附加磁场B’，其也遵守安培环路
定律和磁场的高斯定理，即
lB dl0l内 Is
即要附加以外磁场 为轴线的旋转运动
e 2mB0
分子中运动状态不同的旋转电子在外磁场中都会产生
一个相同的角速度 绕外磁场方向的进动。
在外磁场作用下，分子电流产生的附加磁矩方向和外磁 场方向相反。附加磁矩产生的附加磁场和外磁场相反。
抗磁质磁化结果，使介 质内部的磁场削弱，即
BB0
BrB0
3. 磁介质的磁化电流
LMdl Mll
M
M
l
说明：
（1）当介质M 表s面不in 与磁或化强度 M平行M 时 ，e 有n
• 磁介质表面外法线方向单位矢量为en，M与en之间
的夹角为 ；
（2）对于两种磁介质的界面处的薄层，有
e n (M 2 M 1 )
• 式中en为介质1指向介质2的界面法向方向的单位矢量 ，M1、M2为界面处两侧介质中的磁化强度。 • 这是磁化电流与磁化强度的普遍关系式之二。
顺磁质 抗磁质
B0与 B方向相同，B>B0，r >1
B0与 B方向相反，B<B0，r<1
弱磁介质
铁磁质 B0与 B方向相同，B>>B0，r >>1
在外磁场的作用下，磁介质内部出现宏观磁矩，同时 在其内部或表面也出现了磁化电流
------ 磁介质的磁化现象
顺磁质和抗磁质磁性的起因可 用安培分子电流在磁场中的取向来 解释；铁磁质需用磁畴说明