《磁测量基础》PPT课件

❖ 长直螺线管轴线中心处 B 0nI
❖ 螺绕环内部
B 0nI
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对于任何置于其中的磁极或者电流能施加作用力。
1、运动点电荷在磁场在磁场中受的洛伦兹力
FqvB
2、通电导线在磁场在磁场中受的安培力 F=BIL
FidlB
3、磁场作用于载流线圈的磁力矩
TIS e n B m B
m 为 载 流 线 圈 产 生 的 磁 矩
❖ 磁化强度：单位体积磁体内 具有的磁矩矢量和。
❖ 磁极化强度：单位体积磁体 内具有的磁偶极矩矢量和。
M m V
单位：A/m
Jm
jm V
单位：特（斯拉）
❖ 两者都是描述宏观磁性物体 磁性强弱的物理量。
jm 0m
J 0M
❖ 比磁化强度：单位质量磁性 体内具有的磁矩矢量和。 （其中为磁体密度）
V1mM
lB d l0 (N lM Id l)
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b
c
a
d
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定义磁 场强l(度B 0M )Hd lN B I MI
0
Hdl I 只与传导电流有关
l
磁场的基本方程之一，也叫全电流定律
❖ 由全电流定律证明，在两种不同介质的分界面上， 磁场强度的切线分量相等。即如果测出样品表面 切线方向磁场强度H0，即为样品内切线方向磁场 强度。
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二、安培环路定理 全电流定律
如图，密绕长直螺线管内充满磁化强度为 M的各向
同性均匀磁介质，线圈中的电流为 I
选 取闭 合回路，由安培环路定理得，
lB d la B b d l0 Ii
Ii NIIs Is束缚电流
Is M (a ) b a M b d l a M b d l
高斯定理仍然成立： BdS0 S 磁通连续性原理11 ：磁场的基本方程之一整理。ppt
❖ 根据磁通连续性原理证明：
两种介质的分界面上，磁感应线的法线分 量相等，即 B1n=B2n ，因此，只要测出样品表 面法线磁场强度H2n，则样品内磁感应强度的法
线分量B1n=0H2n 。
N
B1n
样品
B2n S
直流: 直流磁路 例如: 直流电机
交流: 交流磁路 例如: 变压器
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（二）、磁路的基本定律
1．安培环路定律
定律内容:沿任何一条闭合回线，磁场强度的线
积分值恰好等于该闭合回线所包围的总电流值
（代数和）。
公式:
LHdl i
附图1-2,有: LHdli1i2i3
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2．磁路的欧姆定律
单位：Am2Kg-1
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三、磁感应强度B（也称磁通量密度） 毕奥——萨伐尔定律:
SI单位T，CGS单位Gs。 1T=104Gs
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几种不同的电流在空间产生的磁场为：
❖ 无限长直导线
B 0I 2 r
❖ 有限长直导线 ❖ 圆形电流圆心处
B40Ir(cos1cos2)
B 0I 2R
1）电路中在电动势的驱动下，确实存在电荷在电路中流动 ，并因此引起电阻的发热。而在磁导体中，并没有物质或能量在 流动，因此不会在磁导体中产生损耗。即使在交变磁场中，磁导 体的损耗也不是磁通“流通”产生的。
2)电路中电流限定在铜导线和其他导电元件内，这些元件的 电导率高，比电路的周围材料的电导率一般高1012倍以上。由于 没有磁绝缘材料，周围介质的磁导率只比组成磁路材料的磁导率 低几个数量级，漏磁较为严重。
第一章 磁测量基础
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内容
1-1 基本磁学量和磁单位
1-2 磁场的基本定律
1-3
物质的磁性
1-4 铁磁物质的静态磁特性
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§ 1-1 基本磁学量和磁单位
一、磁的库仑定律
r q m 1
qm2 F 21
点磁荷的磁极强
度为qm
单位：Wb（SI）
F21
1
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qm1qm2 r122
er
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磁电式电流计原理
实验测定 游丝的反抗力矩与线圈转过的角度
成正比.
N
S
磁铁
T'Ma
BNIaS
I a k
NBS
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§1-2 磁场的基本定律
一、高斯定理 磁通连续性原理
❖无介质时高斯定理 SBdS0
❖ 有介质存在时的高斯定理
磁介质 磁 化
附加磁场
B
B0
BB0B
磁感应线均为闭合曲线，都属于涡旋场
H0
N Hi
样品 S
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三、磁介质的性能方程
HB 0M B（ 0HM ）
❖ M 是反映介质磁化程度的物理量。
❖ 在各向同性的磁介质中，某一点的磁化强度矢量与磁场 强度矢量之间的关系可写为：
MH
❖ 磁化率 ，代表介质的磁化能力。无单位
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磁导率
B （0 H M） =（0 1 ）H 0r H H
空间中产生的磁场为
H 1 [jm3(jmr)r] A/m （SI）
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r3 4
r5
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❖ 分子电流说：可以用以环形电流来描绘磁偶极子
m 环形电流的磁矩为
miA
A i
磁矩的意义是表征磁偶极子磁性强弱和方向的 一个物理量，和磁偶极矩具有相同的物理（意A义m。2）
jm 0m
5
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二、磁化强度和磁极化强度
❖ 磁导率 ，代表介质的磁化能力。单位H/m
❖ 相对磁导率 r ，除铁磁物质外，其余介质的磁
导率与真空磁导率相差很小。(无单位)
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四、电磁感应定律 ❖ 电磁感应原理
磁通量
面积 A
SBdS
L E d L d d tBd d tSB d S
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五、磁路的基本定律
（一）磁路的概念: 磁路：磁通所通过的路径。
主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所 以绝大部分磁通将在铁心内通过，这部分磁通称 为主磁通。
漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空 间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏 磁通。
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主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。
励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。 励磁电流：励磁线圈中的电流。
真空磁导率 04107Hm
磁荷在空间产 生的磁场
H 1
40
qm1 r2
er
3
A/m （SI）
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§ 1-1 基本磁学量和磁单位
磁偶极子
+qm l -qm
磁偶极矩： jm qml
Wbm （SI）
❖ 一个磁偶极矩为 jm 的磁偶极子，当取磁偶极子 的中点为坐标原点为时，在距离为r处（r>>l）的
定律内容: 作用在磁路上的磁动势等于磁路内的 磁通量乘以磁阻。
Fm Rm
磁动势：通电线圈实际能够激发磁通量的磁势。 Fm=NI （A） 磁阻：就是磁通通过磁路时所受到的阻碍作用，用Rm表示。( H-1 )
Rm
l
A
类比电路： IR
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由于磁导率 不是常数，所以Rm也不是常数。
与电阻根本不同之处：