第13章　磁介質(zhì)中的磁場

第十三章

磁介質(zhì)中的磁場返回主目錄13-1磁介質(zhì)、順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)的磁化1．磁介質(zhì)的磁化B0傳導(dǎo)電流在真空中的磁場B介質(zhì)中的合磁場=B0BB+′B介質(zhì)磁化所產(chǎn)生的附加磁場′順磁質(zhì)B0B>抗磁質(zhì)<B0B鐵磁質(zhì)>B0B>錳、鉻、鉑、氮

水銀、銅、硫、氫、金、銀鐵、鎳、鈷、鐵氧體第十三章磁介質(zhì)中的磁場2．順磁質(zhì)的磁化

分子磁矩，在分子中運動電子對外磁效應(yīng)的總和可以用一個等效的圓電流表示，稱為分子電流，其磁矩稱為分子磁矩。

順磁質(zhì)分子的固有磁矩即：不為零，

無外磁場作用時，由于分子的熱運動，分子磁矩取向各不相同,整個介質(zhì)不顯磁性。當(dāng)在外磁場作用時，各分子磁矩受到磁力矩的作用，固有磁矩將力圖轉(zhuǎn)動外場方向來，這樣，其產(chǎn)生的附加磁場與外場方向相同，

第十三章磁介質(zhì)中的磁場0pm=3．抗磁質(zhì)的磁化

抗磁性是由于分子或原子內(nèi)部的電子軌道運動在外場的作用下進動的結(jié)果，抗磁性存在于一切磁介質(zhì)當(dāng)中。

抗磁質(zhì)分子的固有磁矩為零。無外磁場作用時，整個介質(zhì)不顯磁性。當(dāng)在外磁場作用時，各分子產(chǎn)生一個與外磁場方向相反的附加磁矩，在一個物理小體積元內(nèi)分子的附加磁矩的矢量和不為零，其產(chǎn)生的附加磁場與外場方向相反，

第十三章磁介質(zhì)中的磁場4．磁化強度矢量=pMΣmVΔpΣmΔ+

定義：單位體積內(nèi)分子磁矩的總和，即：分子固有磁矩矢量和pΣm分子附加磁矩矢量和pΣmΔ對于順磁質(zhì)pΣmΔpΣm<<pmΔ可忽略Σ對于抗磁質(zhì)pΣm=0單位：安培·米-1，代號安·米-1（A·m-1）第十三章磁介質(zhì)中的磁場13-2磁場強度介質(zhì)中的安培環(huán)路定理1.磁化電流與磁化強度的關(guān)系...I..++++++l.傳導(dǎo)電流B0sasa磁化面電流分子電流M第十三章磁介質(zhì)中的磁場

介質(zhì)磁化后，介質(zhì)內(nèi)分子電流產(chǎn)生磁場的總效果，等于介質(zhì)表面流動的磁化電流產(chǎn)生磁場的效果；介質(zhì)內(nèi)分子電流的總的磁矩，相當(dāng)于介質(zhì)表面上的磁化電流的磁矩。

設(shè)介質(zhì)表面單位長度上的磁化電流為i?，i?也叫磁化電流的線密度，總磁化電流為：I?=i?l，則磁化強度為：第十三章磁介質(zhì)中的磁場sasa磁化面電流MA.Mdlò=.MdlòB.=MABl1adcb第十三章磁介質(zhì)中的磁場2.磁場強度磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理介質(zhì)磁中有磁化面電流，安培環(huán)路定理為：由于則

引入磁場強度：第十三章磁介質(zhì)中的磁場有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理ldl.=òHIΣ3.磁感應(yīng)強度磁場強度與磁化強度之間的關(guān)系

在各向同性的均勻介質(zhì)中磁化強度與磁場強度之間存在以下線性關(guān)系：M=Hmm磁化率順磁質(zhì)m>0抗磁質(zhì)m<0第十三章磁介質(zhì)中的磁場BμoM=H+μoHmμo=H+μoHm=+μo1()μr+1m=令：Bμo=Hμrμr相對磁導(dǎo)率

在各向同性的均勻介質(zhì)中磁感應(yīng)強度與磁場強度之間存在以下關(guān)系：第十三章磁介質(zhì)中的磁場=NIN匝數(shù):()[例題13.1]一環(huán)形螺線管，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為μ，相對磁導(dǎo)率為μr的順磁質(zhì)。傳導(dǎo)電流為I0，環(huán)的橫截面半徑遠小于環(huán)的半徑。求：環(huán)內(nèi)、外的磁場強度和磁感應(yīng)強度？H=r2NI得：πHldl.=r2Hπ=nIB=mHmrm0H=r第十三章磁介質(zhì)中的磁場環(huán)內(nèi)：H=r2NI0得：π=nI0B=mHmrm0nI0=環(huán)外：第十三章磁介質(zhì)中的磁場13-3鐵磁質(zhì)1．鐵磁質(zhì)的磁化性能1)磁疇

在鐵磁質(zhì)內(nèi)部，原子問相互作用是非常強烈的，內(nèi)部形成一些小區(qū)域，叫做磁疇，在磁疇中，原子的磁矩排列的很整齊，因此它具有很強的磁性，稱為自發(fā)磁化，當(dāng)加上外場時，各磁疇中的磁矩沿外場取向，顯示出很強的磁性，其形狀如下圖。無外磁場對外不顯磁性有外磁場對外顯強磁性第十三章磁介質(zhì)中的磁場

由實驗所測定的B與H之間的關(guān)系曲線稱為磁化特性曲線。2)磁化曲線CDB..OBHA.EF.HCBs.BrHs.初始磁化曲線Br剩磁.HsBs.

飽和磁感應(yīng)強度矯頑力HC磁滯回線2.鐵磁質(zhì)的特性和分類

根據(jù)上面的實驗可以看出鐵磁質(zhì)具有三條重要的性質(zhì)：

性質(zhì)1：高μ值，即鐵磁質(zhì)的磁導(dǎo)率遠大于真空中的磁導(dǎo)率μ0。

性質(zhì)2：非線性，即鐵磁質(zhì)B與H之間不存在線性關(guān)系。

性質(zhì)3：磁滯。分類第十三章磁介質(zhì)中的磁場軟磁材料BH

應(yīng)用：硅鋼片，作變壓器、電機、電磁鐵的鐵芯。鐵氧體（非金屬）作高頻線圈的磁芯材料。

特點：磁導(dǎo)率大，矯頑力小，容易磁化也容易退磁。磁滯回線包圍面積小，磁滯損耗小。第十三章磁介質(zhì)中的磁場

特點：剩余磁感應(yīng)強度大，矯頑力大，不容易磁化，也不容易退磁。磁滯回線寬，磁滯損耗大