磁介质实用教案

1、第第4章章 有磁介质存在时的磁场有磁介质存在时的磁场(cchng) 1 磁介质及其分类磁介质及其分类 2 有磁介质时磁场有磁介质时磁场(cchng)的规的规律律 3 铁磁质铁磁质第1页/共36页第一页，共37页。BBBo 介质介质(jizh)的相对的相对磁导率磁导率顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质1 磁介质磁介质(jizh)及其分类及其分类一、磁介质一、磁介质(jizh)的分类的分类介质介质(jizh)对场有影响对场有影响 总总场是场是传导电流传导电流(chun do din li)产生产生与介质有关的电流产生与介质有关的电流产生rBB0111rrr在介质均匀充满在介质均匀充满磁场的情况下

2、磁场的情况下第2页/共36页第二页，共37页。 1. 磁介质磁介质 在磁场在磁场(cchng)(cchng)作用下发生变化并影响作用下发生变化并影响磁场磁场(cchng)(cchng)的物质。的物质。 B0表面出现表面出现(chxin) (chxin) 磁化电流：磁化电流： 分子电流的磁矩杂乱无章分子电流的磁矩杂乱无章(z lun w zhng) (z lun w zhng) 第3页/共36页第三页，共37页。2.磁介质中的磁场磁介质中的磁场(cchng) B0B 0B 外磁场；外磁场； B 磁化电流的磁场；磁化电流的磁场； 总磁场总磁场(cchng)(cchng)： 0BBB 实验实验(sh

3、yn)(shyn)得知：得知： 0rBB ( 常量常量 ) r 磁介质的相对磁导率磁介质的相对磁导率( 纯数纯数 )。 真真 空：空： ; 1 r 空空 气：气： . 1 r r 0 磁介质的磁导率。磁介质的磁导率。 在各向同性的均匀磁介质中：在各向同性的均匀磁介质中： 0BBr 令：令： 其中：其中： （）第4页/共36页第四页，共37页。（1）顺磁质：顺磁质： , 1010 , 142 rr , 1 r , 1 r （2）抗磁质：抗磁质： （3）铁磁质：铁磁质： （4 4）超导体：）超导体： , ) ( 0c TTr 0BB 0BB 0BB 0 B 第5页/共36页第五页，共37页。有介质

4、时的环路有介质时的环路(hun l)定理定理SLSBIlB）（）（内2 01 0dd真真空空考虑到磁化考虑到磁化(chu)电流（电流（1）式则需加以修）式则需加以修正正2 有磁介质时磁场(cchng)的规律 第6页/共36页第六页，共37页。0000/BBBBrr两侧对任意闭合路径(ljng)L积分int, 00int00000,d 1dIIrBrBLLr定义(dngy)：磁场强度/0BBHrint, 0dIrHLH的环路(hun l)定理磁介质I I0L第7页/共36页第七页，共37页。令：令： , 0 rBH H 磁场强度磁场强度 则则 d iLIlH d 0 iLrIlB (16.10)

5、 1. 1. 有磁介质时的安培有磁介质时的安培(npi)(npi)环路定理环路定理 磁场强度磁场强度 的环流的环流 = = 回路包围的传导电流的代数和回路包围的传导电流的代数和。 H2. 2. 磁场强度磁场强度 H , 0 BBHr 0HHBr (16.9) 第8页/共36页第八页，共37页。无限(wxin)长直电流的磁场圆电流中心(zhngxn)的磁场长螺线管电流中部(zhn b)的磁场环形长螺线管中部的磁场aIH 2 RIH2 nIH nIH aIB 2 RIB2 InB InB 第9页/共36页第九页，共37页。 0Il dHL0 l dEL 0qSdDS0 SdBS DEHB EBDH

6、 1 第10页/共36页第十页，共37页。3 铁磁质（了解内容）铁磁质（了解内容）一、铁磁质的宏观性质一、铁磁质的宏观性质二、铁磁性起因二、铁磁性起因(qyn)三、磁致伸缩三、磁致伸缩第11页/共36页第十一页，共37页。05101520A测量测量(cling)H(cling)H测量测量(cling)B (cling)B 的探头的探头（霍尔元件）（霍尔元件）电阻电阻(dinz)(dinz)换换向向开开关关电流表电流表螺绕环螺绕环铁环铁环狭缝狭缝铁磁质铁、钴、镍、镝等物质测量磁滞回线的实验装置第12页/共36页第十二页，共37页。05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B

7、根据(gnj)电流的测量再由式可得到(d do)H 第13页/共36页第十三页，共37页。.05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据(gnj)电流的测量再由式可得到(d do)H BHo第14页/共36页第十四页，共37页。.a05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据(gnj)电流的测量再由式可得到(d do)H .BHbo第15页/共36页第十五页，共37页。.a05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据电流(dinli)的测量再由式可得到(d do)H .BHbo初始磁化曲线c.sB第16页/共36页第

8、十六页，共37页。.a05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据电流(dinli)的测量再由式可得到(d do)H .BHboc.第17页/共36页第十七页，共37页。05 10 1520AsNR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据(gnj)电流的测量再由式可得到(d do)H .rB.BHabcdo第18页/共36页第十八页，共37页。05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据电流(dinli)的测量再由式可得到(d do)H .BHsBabcosBsBsH第19页/共36页第十九页，共37页。05 10 1520AsNR=2H

9、I 从磁强计中可以(ky)测得B 根据(gnj)电流的测量再由式可得到(d do)H .rB.BHabcdoBr第20页/共36页第二十页，共37页。05 10 1520AsNR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据电流(dinli)的测量再由式可得到(d do)H .crB.BHabcdeo第21页/共36页第二十一页，共37页。05 10 1520AsNR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据电流(dinli)的测量再由式可得到(d do)H .crB.BHcHabcdeo第22页/共36页第二十二页，共37页。05 10 1520ANR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B

10、根据电流(dinli)的测量再由式可得到(d do)H .crsB.BHcHabcdefosBrBsB第23页/共36页第二十三页，共37页。05 10 1520AcsrNR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据电流(dinli)的测量再由式可得到(d do)H .crB.BHcHabcdefgosBrB第24页/共36页第二十四页，共37页。05 10 1520AcsrNR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据(gnj)电流的测量再由式可得到(d do)H .crB.BHcHabcdefgosBrB磁磁 滞滞 回回 线线第25页/共36页第二十五页，共37页。05 10 1520

11、AcsrNR=2HI 从磁强计中可以(ky)测得B 根据(gnj)电流的测量再由式可得到(d do)H .crB.BH磁磁 滞滞 回回 线线cHabcdefgo磁滞现象： B滞后于 H 的变化sBrB第26页/共36页第二十六页，共37页。 2. 高 值 有很大的磁导率。放入线圈中时可以 使磁场增强 3.磁滞(c zh) 有剩磁、磁饱和及磁滞(c zh)现象。倍。1010241. 非线性 B 和H 不是(b shi)线性关系。磁导率 不是一个常量，它的值不仅决定于原线圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。 HB 不成立BHH B磁滞回线磁滞回线第27页/共36页第二十七页，共37页。4.

12、4. 居里居里(j l)(j l)温温度度铁铁 767 oC镍镍 357 oC 温度超过某一临界温度时，铁磁质自发磁化强度将消失(xiosh)。这个临界温度称为铁磁质的居里温度或居里点。 第28页/共36页第二十八页，共37页。纯铁纯铁硅铁硅铁钴钴5.磁畴磁畴 在无外磁场作用时自发分裂为很多小区域(qy)称为磁畴。每个小区域(qy)内原子或离子磁矩平行排列，而各磁畴取向平均抵消，能量最低，因而整个铁磁体对外不显示磁性。第29页/共36页第二十九页，共37页。Si-Fe单晶单晶(001)面的面的磁畴结构磁畴结构(jigu)箭头表示箭头表示磁化磁化(chu)方向方向0.1mm 磁场较低时，与外磁场

13、方向相同或相近的磁畴体积将增大，与外磁场方向相反(xingfn)或夹角接近180的磁畴体积将缩小；磁场较高时，每个磁畴将作为一个整体转到外磁场方向。铁磁体将通过两种途径实现磁化。第30页/共36页第三十页，共37页。包含产生无外磁场有外磁场磁化去外磁场高温第31页/共36页第三十一页，共37页。单晶磁畴结构单晶磁畴结构(jigu) 示意图示意图多晶磁畴结构多晶磁畴结构(jigu) 示意图示意图第32页/共36页第三十二页，共37页。6. 磁性材料磁性材料(c xn ci lio)：软磁材料软磁材料(cilio)BH 应用：硅钢片应用：硅钢片 作变压器、电机作变压器、电机(dinj)、电磁、电磁

14、铁的铁芯铁的铁芯 铁氧铁氧体（非金属）作体（非金属）作高频线圈的磁芯高频线圈的磁芯材料材料 特点：磁导率大特点：磁导率大 矫顽力小矫顽力小 容易磁化容易磁化也容易退磁也容易退磁 磁滞回线包围面积小磁滞回线包围面积小 磁滞损磁滞损耗小耗小第33页/共36页第三十三页，共37页。 特点特点(tdin)：剩余磁感应强度大：剩余磁感应强度大 矫顽力大矫顽力大 不不容易磁化容易磁化 也不容易退磁也不容易退磁 磁滞回线宽磁滞回线宽 磁磁滞损耗大滞损耗大硬磁材料硬磁材料应用：作永久磁铁应用：作永久磁铁(yn ji c ti) 永磁喇叭永磁喇叭BH第34页/共36页第三十四页，共37页。 应用应用(yngyng)：作计算机中的记忆元件：作计算机中的记忆元件 磁化时极磁化时极性的反转构成了性的反转构成了“0”与与“1”矩磁材料矩磁材料(cilio)：BH特点特点(tdin)：磁滞回线呈矩形状：磁滞回线呈矩形状第35页/共36页第三十五页，共37页。感谢您的观看(gunkn)！第36页/共36页第三十六页，共37页。No