《线圈磁介质》PPT课件.ppt

1、复习：,二、安培力:,1. 均匀磁场中任一形状的通电导线所受的安培力，等于连接导线端点的通电直导线所受的安培力。,2. 均匀磁场中任一闭合载流线圈受的合力为零。,一、洛仑兹力:,1. 在均匀磁场中,二、磁场对载流线圈的作用,方向向外,S方向与电流成右手螺旋,定义：通电线圈的磁矩：,说明：,（4）q = 0 时， M=0 ，线圈稳定平衡； q =p / 2 时，M最大； q = p 时， M=0 ，线圈处于不稳定平衡。,（1）上式适用于任意形状的线圈；,（2）N匝线圈：,（3）力矩总是倾向于使pm转向B的方向；,2. 在非均匀磁场中（P38：自己看）,一般情况下，合力、合力矩均不为0，线圈既有平

2、动又有转动。,例3：一半径为R的塑料圆盘表面带有面密度为s的电荷，将其盘面平行置于均匀磁场中。假定圆盘绕其轴线以角速度w转动，求圆盘受的磁力矩。(对照例P36: 13.6),解：取一圆环,思考：P34：例13.5：力对o点的力矩 M = ？,1. 载流导线在磁场中运动时：,导线从ab移到AB时：,三、磁力的功,2. 载流线圈在磁场中转动时：,结论：,（2）以上结论对任意形状的导线和任何形状线圈均适用。,（1）无论通电导线还是通电线圈在磁场中运动时，磁场力所做的功均可表示为：,四、平行长直电流间的作用,I1 在 I2 处产生的磁场：,I2 的电流元受力：,单位长度受力：,方向指向I1,（2）国际

3、单位制中安培是基本单位，定义如下：P35：下部,说明：（1）电流同向相吸引，异向相排斥；,一、物质的磁结构,分子电流（分子磁矩）,微观层次: 电子电流（电子磁矩）,宏观层次: 束缚电流,永磁体：,磁介质,14-1 磁介质及其磁化,束缚电流不为0,分子电流为,不为但取向相对整齐,不为但取向混乱,二、磁介质的磁化,1. 顺磁质 的转向磁化：,共同点：介质表面出现束缚电流（磁化电流） 不同点：二者电流方向相反,2. 抗磁质 的进动磁化：,3. 铁磁质的磁化： （后面讲）,说明： 无外磁电场时，磁介质对外都不显磁性; 有外磁场时, 磁介质将被磁化而显磁性。,三、磁介质与磁场的相互作用,磁介质,附加磁场

4、,束缚电流,四、描述磁介质及其磁化的物理量,1. 磁化率、磁导率,（描述磁介质性质）,定义： （1）磁化率：,（2）相对磁导率：,（3）磁导率：,m 可看作空间的环境参数！,结论1：,有介质时B 变小或变大：,抗磁质：,顺磁质：,铁磁质：,结论2：,2. 磁化强度,定义：单位体积内所有分 子磁矩的矢量和,仅考虑介质被均匀磁化的情况,（描述磁化程度）,五、磁化规律,1. 磁化强度与磁化电流间的关系：,（1）介质内磁化电流=0,（2）介质表面磁化电流密度:,2. 磁化强度与磁感应强度间的关系：,对比:,例1：将一半径为0.05m的薄铁圆盘垂直置于B0=0.410-4T 的均匀磁场中。已知盘心处B=

5、0.1T, 设圆盘被均匀磁化, 求: (1)磁化电流的大小; (2)圆盘轴线上距轴心0.4米处的B.,解：只有盘边缘有磁化电流,盘心处:,作业：P51：13.32，13.34 P66: 14.3,一、有磁介质时的安培环路定理,无介质时：,有介质时：有两种等价的观点,14-2 有磁介质时的安培环路定理,(1) 介质的存在改变了空间的电流分布,安环定理：,安环定理：,安环定理：,(2) 介质的存在改变了空间环境,二、磁场安培环路定理的一般形式,无介质时：,有介质（均匀各向同性）时：,定义：磁场强度矢量：,安环定理：,说明：,(a) 是个辅助物理量，单位：A/m；,（1）磁场强度矢量,(b) 可引入

6、磁场线来图示；,(c) 与磁化强度的关系：,（2）磁场强度只与传导电流有关;,（4）有无磁介质时高斯定理的形式不变。,分析I0对称性,（3）利用（3）式求解问题的一般步骤：,例2: P61: 例14.1 , 例14.2 (自己看),例3：一密绕细螺绕环通电流I=4A, 单位长度的匝数n=500, 其中充满m= 5.010-4H /m的磁介质, 求: (1) H, (2)B, (3)jS,解：环中磁场可看作均匀磁场,取环中任一磁力线作积分回路:,思考: 求jS另两种方法?,一、铁磁质的特性,1. 在外磁场作用下能产生很强的附加磁场；,3. 外磁场停止作用后，仍保留部分磁性；,各种铁磁质都存在一个

7、临界温度（居里点），在此温度以上，铁磁质失去磁性而变为顺磁质。,不是线性关系,14-3 铁磁质,mr=102104,2. 不是恒量，与H及磁化过程有关；,剩磁,I H=nI,磁通计B，,由B=mH mr,二、磁化规律,1. 实验：,改变电流I，可测出 B H 曲线和 mr H 曲线,-Hc,Hc,-Br,Br,剩磁,矫顽力,2. 规律：,磁滞、磁滞回线、磁滞损耗,三、磁化机理,1. 磁畴：铁磁质内部存在许多小区域，各区域内的分子全部自发磁化，磁矩在同一方向上。,无磁场时,有磁场时,饱和时的理想情况,2. B去掉，磁畴不会复原，故有剩磁；,3. 温度超过TC时，磁畴散解，变为顺磁质。,四、磁性材料（铁磁质）的分类,1. 软磁材料：,2. 硬磁材料：,（1）磁导率大，矫顽力小，磁 滞损耗小； （2）磁滞回线呈细长条状； （3）易磁化，也易退磁。,（1）磁导率小，矫顽力大，磁 滞损耗大； （2）磁滞回线面积肥大； （3）不易磁化，但磁化后不易退磁。,适用于交变磁场,适用于做永久磁铁,作业: P193: 123，4, 5, 8,复习：,一、安培力:,1. 均匀磁场中任一形状的通电导线所受的安培力，等于连接导线端点的通电直导线所受的安培力。,2. 均匀磁场中任一闭合载流线圈受的合力为零。,二、磁力的功,1. 洛仑兹力不做功, 但安培力可