磁场磁化强度

1、一一. . 磁化强度磁化强度反映磁介质磁化程度反映磁介质磁化程度( (大小与方向大小与方向) )的物理量。的物理量。均匀磁化均匀磁化非均匀磁化非均匀磁化VppMmmVpPMmmV0lim8-8 有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理 磁场强度磁场强度 磁化强度：磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和矢量和 加上附加磁矩的矢量和加上附加磁矩的矢量和 ，称为磁，称为磁化强度，用化强度，用 表示。表示。 Mmpmp磁化强度的单位：磁化强度的单位：mA/ 注意：注意：对顺磁质，对顺磁质， 可以忽略；可以忽略； 对抗磁质对抗磁质 ，对于真空，对于真空， 。 m

2、p0mp0M外磁场为零，磁化强度为零。外磁场为零，磁化强度为零。外磁场不为零外磁场不为零: :顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质同向、0BM反向、0BM磁化强度磁化强度磁化面电流磁化面电流0B 对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电对于各向同性的均匀介质，介质内部各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺线管，称为线管，称为磁化面电流（或安培表面电流）磁化面电流（或安培表面电流）。lIssSlSIPssmVpMmssSlSlMABCDlsII 设介质表面沿轴

3、线方向单位长度上的磁化电设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为流为 （面磁化电流密度），则长为（面磁化电流密度），则长为l 的一段介的一段介质上的磁化电流强度质上的磁化电流强度I IS S为为s磁化电流磁化电流 取一长方形闭合回路取一长方形闭合回路ABCD，AB边在磁介质边在磁介质内部，平行与柱体轴线，长度为内部，平行与柱体轴线，长度为l，而，而BC、AD两两边则垂直于柱面。边则垂直于柱面。BAlMlMddABM MlsMssIllMd 磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围的面积内的总磁化电流。所包围的面积内的总磁化电流。MABCDlsII磁化

4、电流磁化电流内）（ LLIlB000d无磁介质时无磁介质时有磁介质时有磁介质时)(d0sIIlBlMIsd)d(d0lMIlBIlMBd)(0或有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理定义定义 为为磁场强度磁场强度MBH0IlHd则 表明：表明：磁场强度矢量的环流和传导电流磁场强度矢量的环流和传导电流I有关，有关，而在形式上与磁介质的磁性无关。其单位在国际单而在形式上与磁介质的磁性无关。其单位在国际单位制中是位制中是A/m.IlMBd)(0 磁介质中的安培环路定理：磁介质中的安培环路定理：磁场强度沿任磁场强度沿任意闭合路径的线积分等于穿过该路径的所有传导电意闭合路径的线积分等于穿过该路

5、径的所有传导电流的代数和，而与磁化电流无关。流的代数和，而与磁化电流无关。有磁介质时的安培环路定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理MBH0MHB00 实验证明：对于各向同性的介质，在磁介质实验证明：对于各向同性的介质，在磁介质中任意一点磁化强度和磁场强度成正比。中任意一点磁化强度和磁场强度成正比。 HMm 式中式中 只与磁介质的性质有关，称为磁介质只与磁介质的性质有关，称为磁介质的的磁化率磁化率，是一个纯数。如果磁介质是均匀的，是一个纯数。如果磁介质是均匀的，它是一个常量；如果磁介质是不均匀的，它是空它是一个常量；如果磁介质是不均匀的，它是空间位置的函数。间位置的函数。m顺磁质0m

6、抗磁质0m磁场强度磁场强度MHB00HMmmr1令HBm)1 (0HHBr0相对磁导率磁导率 值得注意：值得注意： 为研究介质中的磁场提供方便而为研究介质中的磁场提供方便而不是反映磁场性质的基本物理量，不是反映磁场性质的基本物理量， 才是反映磁场性才是反映磁场性质的基本物理量。质的基本物理量。HB磁场强度磁场强度 例例8-11 8-11 在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介质，已知螺绕环中的传导电流为质，已知螺绕环中的传导电流为 ，单位长度内匝数，单位长度内匝数 ，环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的相对环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的相

7、对磁导率和磁导率分别为磁导率和磁导率分别为 和和 。求环内的磁场强度和。求环内的磁场强度和磁感应强度。磁感应强度。InrrNIlHd解：解：在环内任取一点，在环内任取一点，过该点作一和环同心、过该点作一和环同心、半径为半径为 的圆形回路。的圆形回路。r 式中式中 为螺绕环上线圈为螺绕环上线圈的总匝数。由对称性可知，在所取圆形回路上各的总匝数。由对称性可知，在所取圆形回路上各点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。N磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理NIlHd解：解：NIrH2nIrNIH2当环内是真空时当环内是真空时HB00当环内充满均匀介质时

8、当环内充满均匀介质时HHBr0rBB0r磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理 例例8-11 8-11 在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介质，已知螺绕环中的传导电流为质，已知螺绕环中的传导电流为 ，单位长度内匝数，单位长度内匝数 ，环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的相对环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的相对磁导率和磁导率分别为磁导率和磁导率分别为 和和 。求环内的磁场强度和。求环内的磁场强度和磁感应强度。磁感应强度。Inr 例例8-13 如图所示，一半径为如图所示，一半径为R1的无限长圆柱体的无限长圆柱体（导体（导体 0 ）中均匀

9、地通有电流）中均匀地通有电流I，在它外面有半径，在它外面有半径为为R2的无限长同轴圆柱面，两者之间充满着磁导率为的无限长同轴圆柱面，两者之间充满着磁导率为 的均匀磁介质，在圆柱面上通有相反方向的电流的均匀磁介质，在圆柱面上通有相反方向的电流I。试。试求（求（1）圆柱体外圆柱面内一点的磁场；（）圆柱体外圆柱面内一点的磁场；（2）圆柱体）圆柱体内一点磁场；（内一点磁场；（3）圆柱面外一点的磁场。）圆柱面外一点的磁场。解解 （1）当两个无限长的同轴圆柱）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，而所激发的磁场是轴对称分布的，而磁介质

10、亦呈轴对称分布，因而不会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外圆柱面内一点到轴的垂直距离是r1，以，以r1为半径作一圆，取此圆为积为半径作一圆，取此圆为积分回路，根据安培环路定理有分回路，根据安培环路定理有IIIR1R2r2r1r3磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理12 rIHB1202dd1rIHIlHlHr（2）设在圆柱体内一点到轴的垂直距离是）设在圆柱体内一点到轴的垂直距离是r2，则，则以以r2为半径作一圆，根据安培环路定理有为半径作一圆，根据安培环路定理有2222220121222ddRrIRrIrHlHlHr2212RrI 式中式中 是该环路所包围的电流部分，由此得是该环路所包围的电流部分，由此得磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理由由B H，得，得2212 RIrH22012RIrB （