15磁介质习题思考题

习题15

15-1．一圆柱形无限长导体，磁导率为，半径为，通有沿轴线方向的均匀电流，求：

（1）导体内任一点的和；（2）导体外任一点的。

解：如图，面电流密度为：。

（1）当时，利用：，

有：，

∴导体内任一点的磁场强度，

再由，有导体内任一点的磁感应强度：，

利用公式，有磁化强度：；

（2）当时，利用：有：

导体外任一点的磁场强度：，磁感应强度：。

15-2．螺绕环平均周长，环上绕有线圈匝，通有电流。试求：（1）管内为空气时和的大小；

（2）若管内充满相对磁导率的磁介质，和的大小。

解：（1），

；

（2），。

15-3．螺绕环内通有电流，环上所绕线圈共匝，环的平均周长为，环内磁感应强度为，计算：

（1）磁场强度；（2）磁化强度；（3）磁化率；（4）磁化面电流和相对磁导率。

解：（1）磁场强度：；

（2）磁化强度：；

（3）磁化率：，而，∴；

（4）磁化面电流密度：，

则磁化面电流：，

相对磁导率：【或】

15-4．如图所示，一半径为R1的无限长圆柱形直导线外包裹着一层外径为R2的圆筒形均匀介质，其相对磁导率为，导线内通有电流强度为I的恒定电流，且电流在导线横截面均匀分布。求：

（1）磁感应强度和磁场强度的径向分布，并画出B~r、H~r曲线；（2）介质内、外表面的磁化面电流密度。（设金属导线的）

解：利用介质磁场的安培环路定理：，考虑到导线内电流密度为：，可求出磁场分布。

（1）当时，有：，得：，；

当时，有：，得：，；

当时，有：，得：，；

（2）当时，有：，

，

根据，有：，

同理，当时，，

有：。

15-5．图为铁氧体材料的磁滞曲线，图为此材料制成的计算机存贮元件的环形磁芯。磁芯的内、外半径分别为和，矫顽力为。设磁芯的磁化方向如图所示，欲使磁芯的磁化方向翻转，试问：

（1）轴向电流如何加？至少加至多大时，磁芯中磁化方向开始翻转？（2）若加脉冲电流，则脉冲峰值至少多大时，磁芯中从内而外的磁化方向全部翻转？

解：（1）利用介质磁场的安培环路定理：，有，

∴；

（2）同理：。

思考题15

15-1．何谓顺磁质、抗磁质和铁磁质，它们的区别是什么？

答：顺磁质：磁介质在磁场中磁化后，产生的附加磁场的方向与原来的磁场方向相同。

抗磁质：磁介质在磁场中磁化后，产生的附加磁场的方向与原来的磁场方向相反。

铁磁质：磁介质在磁场中磁化后，产生的附加磁场的方向与原来的磁场方向相同，并且附加磁场远远大于原来磁场。

15-2．将电介质与磁介质加以比较。

答：

电介质磁介质

在电场中能与电场发生作用的物质在磁场中能与磁场发生作用的物质

产生极化电场激发附加磁场

有无极分子位移极化和有极分子

取向极化

有顺磁质、抗磁质和铁磁质引入电极化强度和极化电荷引入磁化强度和磁化电流

引入的电位移矢量与电介质无关引入的磁场强度矢量与磁介质无

关

有相对介电常数有相对磁导率

电介质的存在减弱了原电场磁介质的存在改变了原磁场

15-3．何谓磁滞回线？

答：对于铁磁质来说，磁感应强度随磁场强度的变化而变化所形成的闭合曲线就叫磁滞回线。见教材P107页图15-11。

15-4．磁化电流与传导电流有何不同之处，又有何相同之处？

答：磁化电流激发附加磁场，产生与传导电流产生外磁场；磁化电流对磁场强度无贡献，

传导电流决定磁场强度；磁化电流与传导电流都能影响磁场分布。