大学物理学第15章物质的磁性

运动都形成微小圆电流。
原子磁矩：原子中所有电子的轨道磁
矩、自旋磁矩和原子核磁矩之和。
分子磁矩 ：分子中所有原子磁矩之和。
四、介质的磁化
顺磁质：无外磁场时分子固有磁矩
。
矩
。
加外磁场时，附加磁矩 与 反向。
1. 顺磁质磁化 附加磁矩与磁场 同向；截至表面 产生束缚电流。
解 圆柱体电流所产生的B和H的分布均具有轴对称性，在垂直于 电缆轴的平面内作一圆心在轴上、半径为r的圆周L。对此圆周应
用H的环路定理 ，有：
H dr 2rH I
c
由此得
H
I
2r
可得物质中的磁感应强度为：
B 0r I 2r
§15.5 铁磁质
一、基本特性:
1.磁导率>>1 2.磁导率与B有关 3.存在磁滞效应现象 4.超过居里温度变为顺磁质 5.有饱和状态
二、实验现象:
当线圈中通有电流I时,在铁磁介质中 的磁场强度：
可以用另外的方法求出B
II
o r
三、基本概念:
1.磁化曲线:
关于试样的H-B(或I-B)关系曲线以表示试样的磁化特点。
2.磁滞回线： 磁化曲线所形成的闭合曲线。
B
B , r
B-H
b Br ——a 剩磁(H=0)
r -H
c -Hc O
f Hc ——矫顽力
2. 抗磁质磁化 附加磁矩与磁场 反向；介质表面 产生束缚电流。
介质磁化，在内部产生附加磁场。该磁场可以看作介 质表面的等效电流（束缚电流或磁化电流）产生。
例1 长直螺线管，单位长度匝数n ，管内充满相对磁导率为 的磁介 质。求通有电流I时，管内介质表 面面束缚电流密度。
解：无磁介质，内部磁感应强度
0r
二、H 的安培环路定理：
在磁场中H矢量沿任一闭合回路的线积分,等于该回路所 套合的各传导（自由）电流强度的代数和。
注意： ① 对任意闭合回路积分，只与包围传导电流有关。 ② 与磁场强度的关系.
③ 既和传导电流有关又和磁化电流有关。
例题1 一根长直单芯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μr的均匀物质。今有电流Ⅰ均匀地 流过芯的横截面并沿外壁流回。求该物质中磁感应强度的分布
①
充满磁介质，内部磁感应强度
②
单位长度上的自由电流
③
整理得： j ' (r 1)nI
§15.4 H 的环路定理
有磁介质时的恒定磁场中，任意点磁感应强度：
在磁介质中任取闭合路径L积分 :
B 1
dr
L 0r
0
L
B0
dr
－ 0
0
I0
I0
定义 : H
B
B ___磁场强度
(2)抗磁质:
抗磁质—— μr＜１如：氢 、氯、硫、铜、银等 μr=1－ 10-5
第二类:铁磁质, 磁化后能产生极强的磁性,是强磁性材料。 如:纯铁、硅钢、坡莫合金。
铁磁质—μr>>1 ,如 :纯铁，钴，镍（μrｍａｘ=５× 10３）
三 、分子磁矩（简单了解）
分子中有电子轨道运动，电子
自旋运动和原子核运动。这些
第15章 物质的磁性
(magnetic of material)
§15.1 物质对磁场的影响 §15.2 原子的磁矩 §15.3 物质的磁化 §15.4 的环路定理 §15.5 铁磁质
第15章物质的磁性
(magnetic of material)
§15.1 物质对磁场的影响
一、物质中的磁感应强度
1.磁介质:实体物质在磁场作用下呈现磁性,该物体称磁介质。
2.磁化:磁介质在磁场中呈现磁性的现象称为磁化。
真空
介质
I
II
I
Bo——载流体在真空中产生的磁感应强度；
B——介质内的合磁感应强度；
3.磁介质中的磁感应强度:
注意：r——只与磁介质的种类有关。 二、磁介质分类:
第一类:顺磁质和抗磁质, 磁化后产的磁性都很弱,属于弱磁材料;
(1)顺磁质:
顺磁质—— μr＞１如：氧、氮、铝、錳、铬、铂等μr=1＋ 10-5
H
(B完全消失)
O
d
铁磁质中B和μr随H变化的曲线
e -Br 磁滞回线
B
B
O
H
O
H
软磁材料磁滞回线
硬磁材料磁滞回线
（纯铁，硅钢，坡莫合金等） （碳钢，钨钢，铝镍钴合金等）
3.居里点： 铁磁材料特性消失而成为顺磁材料时的温度。