大物电磁学 第9章 磁场中的磁介质ppt课件

一、磁介质的磁化
1. 分子的固有磁矩
2. 磁化m 强v 度I矢Se量vnM
v M
mvi
V
无外磁场
单位体积内分子 磁矩的矢量和
3.
磁化强度矢量
v M
v 与磁场B
的关系
v M
r r
1
0
v B
.
有外磁场
v 4. 磁化强度矢量 M 与磁化面电流密度 j′的关系
介质的体积为：V lS
M vm vjlSj
v
vv
B r0 H H （点点对应关系）
相对磁导率 绝对磁导率
.
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磁介质的磁化规律可与电介质的极化规律对比：
电极化现象(原pe因ql)PP P 与 0E(的 r1)E 关 D系 D SD 0.E dS P , q0
磁化现象(原pm因iSM ) M M与 B 的 r0r1B关 H H(系 DSH .Bd 0El ) M,I0
vv
Ñ Hdl L
Iint
有
H
2r
I1 R12
r2
H1
I1
2 R12
r
(r R1)
方向： 圆周切线方向，且与电流成右手螺旋
第一层介质内 R1rR
I int I 1
Ñ v
根据 H 的安培环路定理.
vv
Hdl
L
Iint
可得
H2
I1
2r
(R1rR)
同理可得
H3
I1
2r
(RrR2)
根据 可得
(1) 铁磁质的r 不是个.常数，它是H 的函数。
11
(2) 磁滞回线 1) 起始磁化曲线
B
Br
Bs
饱和磁感应强度BS
Hc
2) 剩磁Br
H
3) 矫顽力Hc
Bs
B的变化落后于H，从而具有剩磁——磁滞效应
作业： 9.6 9.7 9.8 9.9
.
12
补充题：螺绕环中心周长l = 10 cm，环上均匀密 绕线圈N = 200匝，线圈中通有电流I = 0.1A．管 内充满相对磁导率μr = 4200的磁介质．求管内磁 场强度和磁感应强度的大小．
H4
(I1 I2)
2r
(r R2)
v B
r
0
v H
v H
v
v
B1 0 H1 .
(r R1)
v
v
B2 r10 H2
v
v
B3 2 H3
v
v
B4 0 H4
(R1rR) (RrR2)
(r R2)
方向： 圆周切线方向，且与电流成右手螺旋
.
例2 （5153） 截面为矩形的螺绕环共N匝，
内径为 a、外径为 b，环内充有磁导
V Sl 更一般的证明为： v jM ve vn
即磁化电流密度等于磁化强度沿该表 面处的分量。
5. 磁化强度M与束缚电流 I ′的关系
I′
M
l
r M
B
ev n
LM dlM l j l I
磁化强度M沿闭合回路的线积分等于 该回路包围的磁化电流代数和. 。
L v l
j
×
nˆ
M
二、有介质时的高斯定理
分界面半径 R。再求此载流系统的磁感应 强度分布。（第一层介质的相对磁导率为r1 第二层介质的磁导率为2 ）
安培环路形状：以载流体的轴线为圆心、半
径 r、且所围平面垂直轴
的圆周。
vv
安培环路定理左边 Hdl H2r
Ñ 圆柱内 r R1
L
Iint
.
I1
R12
r2
I1 R 12
r
2
v 根据 H
的安培环路定理
介质中的磁感应强度：
vv v BB0B
无论是什么电流激发的磁场，其磁力线均 是无头无尾的闭合曲线。
∴ 通过磁场中任意闭合曲面的磁通量为零。
即：
vv
Ñ BdS0
.
三、有介质时的安培环路定理
v
1. 磁场强度 Hv vB v H M
0
v 2. H 的环路定理
单位：安培/米(A/m)
vv
Ñ ①数学表达式
.
Hdl
L
I0int
②物理意义
沿任一闭合路径磁场强度的环流等于该 闭合路径所包. 围的自由电流的代数和。
③ 理解和应用 路内总自由电流，路上总磁场强度
用v B
H的v 的环环路路定定理理求求Bv 的Hv 与方前法面完所全学相的同用。
（同样的应用条件；在相同载流体的情况下
，取同样的安培环路）
vv
三、H 和 B 的相互关系
.
(H B ) 8
I1 I2
I1 R1
R2
截面图（俯视）
例1 （5670） 一无限长载流圆柱体，其上
电流强度 I 1 ，方向沿轴线；圆柱体
半径 R 1 。此圆柱体外再罩一载流圆
筒，其上电流强度 I 2 ，方向与 I 1 相
反；圆柱面半径 R 2 。求此载流系统
的磁感应强度分. 布。
如果在圆柱体与圆柱面之间充有两层介质，
NIhdr 2r
NIhln 2
b a
如果求通过螺绕环的总磁通量。则
N2Ih b
mNm .2
ln a
四、磁滞效应
1.磁化曲线
装置：环形螺绕环，用铁磁质
充满环内空间。
原理：根据安培定理
由通有的传导电流得：H
NI
2R
实验测量B： 在螺绕环磁隙处测量
由 rBBo oBH
r
得出 r ~H曲线:
结论
II R H
率为 的磁介质，求通过螺绕环横截
面的磁通量。
解： 作以螺绕环轴线为中心，半径 r的
圆周为安培环路。
根据
v H
的安培环路定理有
Ñ LH vdlvH2rIint NI
H NI B NI
2 r
. 2 r
(arb)
通过螺绕环横截面的磁通量：
mSBcosdSS2N rIco0sodS
dShdr
m
b a
第九章 磁场中的磁介质
.
磁介质对螺线管内的场有影响
其内总磁场是：
Bo
vvv
B B o B r B 0
I
定义:
r
B Bo
相对磁导率
B
I
r不同的磁介质在磁场中所表现出的特性不同：
r1→顺磁质 如：氧、铝、钨、铂、铬等。
分 类
r1→抗磁质 如：氮、水、铜、银、金、铋等。
r1→铁磁质 如：铁、钴、镍等 .