电磁学课件-磁介质

1、电磁学多媒体教学课件南昌大学理学院共二十页第六章 磁介质1 分子电流观点(gundin)2 介质(jizh)的磁化规律3 磁场的能量和能量密度2第六章 磁介质共二十页1 分子电流观点(gundin)一 磁介质的磁化(chu)1. 磁介质的磁化机理每个分子等效一个圆电流顺磁质抗磁质磁畴轨道角动量对应的磁矩自旋角动量对应的磁矩铁磁质3第六章 磁介质共二十页1 分子电流观点(gundin) 由于分子磁矩的取向一致(yzh) 考虑到它们相对应的分子电流如 长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质将被均匀磁化均匀磁场螺线管截面2. 磁化强度磁化强度与磁化电流的关系：4第六章 磁介质共二十页1 分子电流观点(

2、gundin)二 磁介质内的磁感应强度(qingd)有磁介质时的总场是传导电流产生与介质有关的电流产生介质的相对磁导率顺磁质抗磁质铁磁质在介质均匀充满磁场的情况下5第六章 磁介质共二十页1 分子电流观点(gundin)三 有磁介质时的安培(npi)环路定理和高斯定理设：I0 传导电流I 磁化电流磁介质I定义I0L1. 安培环路定理6第六章 磁介质共二十页1 分子电流观点(gundin)得：H 的单位(dnwi)：真空：奥斯特 Oe（SGSM）A/m （ SI ）；磁场强度的环路定理7第六章 磁介质共二十页1 分子电流观点(gundin)各向同性( xin tn xn)线性磁介质 磁导率令则有将

3、代入得2. 高斯定理该结论对传导电流或介质中的磁化电流都适用。8第六章 磁介质共二十页1 分子电流观点(gundin)解：由安培(npi)环路定理rI 例：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r的均匀介质。今有电流I均匀地流过芯的横截面并沿外壁流回。求磁介质中磁感应强度的分布。9第六章 磁介质共二十页2 介质的磁化(chu)规律一 磁化率和磁导率各向同性( xin tn xn)线性磁介质介质的磁化率介质的相对磁导率顺磁质抗磁质铁磁质在介质均匀充满磁场的情况下10第六章 磁介质共二十页2 介质的磁化(chu)规律二 顺磁质和抗磁质无外磁场顺 磁 质 的

4、磁 化分子圆电流和磁矩有外磁场11第六章 磁介质共二十页2 介质(jizh)的磁化规律 同向时 反向时无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗磁质内磁场抗磁质的磁化(chu)12第六章 磁介质共二十页2 介质的磁化(chu)规律三 铁磁质存在一些(yxi)小的均匀区域，同一磁畴内分子的磁矩的取向近似相同。磁化的过程中各磁畴的磁矩朝磁场方向取向，因而表现出很强的磁效应铁、钴、镍、镝等物质1. 铁磁质结构这些小的区域称为磁畴。13第六章 磁介质共二十页2 介质的磁化(chu)规律测量(cling)B与H的关系2. 磁滞回线csrHB.cHrBB.BH磁 滞 回 线cHabcdefgo矫顽力剩余磁感应强度饱

5、和磁感应强度磁滞现象：B 滞后于 H 的变化sBrBNR=2HI根据电流的测量再由式可得到H 14第六章 磁介质共二十页2 介质(jizh)的磁化规律磁 滞 回 线csrHB.cHrBB.BHabcdefgo铁磁质磁化(chu)过程中要消耗能量，此能量称为磁滞损耗实验上发现沿磁滞线经历磁滞回线所围的面积成正比。一次循环磁滞损耗与15第六章 磁介质共二十页不是(b shi)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(chu)的历史。 3.铁磁质的特性： 1）磁导率HB，rBHrHB 和H 不是线性关系。2 介质的磁化规律3） 有剩磁、磁饱和及磁滞现象。2） 有很大的磁导率

6、。放入线圈中时可以使磁场增强倍。10102416第六章 磁介质共二十页2 介质(jizh)的磁化规律 4. 磁性材料(c xn ci lio)：应用：硅钢片，作变压器的铁芯。铁氧体（非金属）作高频线圈的磁芯材料。矩磁材料：作计算机中的记忆元件。特点：磁导率大，矫顽力小，磁滞回线窄。 1）软磁材料特点：剩余磁感应强度大，矫顽力大， 磁滞回线宽。2）硬磁材料应用：作永久磁铁，永磁喇叭17第六章 磁介质共二十页3 磁场(cchng)的能量和能量密度一、载流自感(z n)线圈所储存的能量1、载流自感线圈储存能量的实验验证载流自感线圈确实储存了能量。2、储能公式18第六章 磁介质共二十页1、磁场能量(nngling)的概念：磁场具有能量(nngling)。这是磁场物质性的体现。2、磁场(cchng)能量密度：设自感线圈为长直螺线管，则有：二、磁场能量3 磁场的能量和能量密度19第六章 磁介质共二十页内容摘要电磁学多媒体教学课件。第六章 磁介质。2 介质的磁化规律。3 磁场的能量和能量密度。第六章 磁介质。第六章 磁介质。由于分子磁矩的取向一致 考虑到它们相对应的分子电流。如 长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质将被均匀磁化。I 磁化电流。奥斯特 Oe（SGSM）。A/m （ SI ）。例：一根长直单芯电缆的芯是一根半径(bnjng)为R的金属导体，它和导电外壁之间充满相对磁导率