第3章-恒定磁場-2.ppt

1、2. 磁通連續(xù)性原理,表明磁感應線是連續(xù)的，亦稱為磁場中的高斯定律。,直角坐標系,3. 磁感應線,磁感應線穿過非閉合面 S 的磁通,單位：Wb (韋伯),根據,有,磁感應線方程,圖3.2.2 B 的通量,下 頁,上 頁,返 回,磁感應線的性質：,圖3.2.3 導線位于鐵板上方,圖3.2.4 長直螺線管的磁場,磁感應線是閉合的曲線;,磁感應線不能相交；,磁感應強處 ，磁感應線 稠密，反之，稀疏。,閉合的磁感應線與交鏈 的電流成右手螺旋關系；,下 頁,上 頁,返 回,下 頁,上 頁,返 回,3.2.2 安培環(huán)路定律 (Aperes Circuital Law),1. 恒定磁場的旋度,在直角坐標系中

2、,（ 畢奧沙伐定律 ）,恒定磁場是有旋場,（有電流區(qū)）,（無電流區(qū)）,旋度運算后，得到,下 頁,上 頁,返 回,2. 真空中的安培環(huán)路定律,用斯托克斯定理,環(huán)路上的 B 僅與環(huán)路交鏈的電流有關嗎？,真空中的安培環(huán)路定律,B 的旋度,等式兩邊取面積分,思考,當電流與安培環(huán)路呈右手螺旋關系 時，電流取正值，否則取負；,下 頁,上 頁,返 回,安培定律示意圖,根據對稱性,例3.2.1 試求無限大載流導板產生的磁感應強度 B。,解：定性分析場分布，取安培環(huán)路與電流呈右手螺旋,下 頁,上 頁,返 回,圖3.2.9 無限大載流導板,解： 平行平面磁場,例 3.2.2 試求載流無限長同軸電纜產生的磁感應強度

3、。,故,安培環(huán)路定律,下 頁,上 頁,返 回,圖3.2.10 同軸電纜,得到,得到,下 頁,上 頁,返 回,圖3.2.12 同軸電纜的磁場分布,圖3.2.10 同軸電纜,3. 介質的磁化（magnetization）,2）介質的磁化,無外磁場作用時，介質對外不顯磁性，,1）磁偶極子 (magnetic dipole),在外磁場作用下，磁偶極子發(fā)生旋轉，,圖3.2.14 介質的磁化,下 頁,上 頁,返 回,轉矩為 Ti=miB ，旋轉方向 使磁偶極矩方向與外磁場方向一 致，對外呈現磁性，稱為磁化現 象。,磁化強度（magnetization Intensity）,（A/m）,圖3.2.15 磁偶

4、極子受磁 場力而轉動,下 頁,上 頁,返 回,3） 磁化電流,體磁化電流,面磁化電流,例 3.2.3 判斷磁化電流的方向。,有磁介質存在時，場中的 B 是自由電流和磁化電流共同作用，在真空中產生的。,磁化電流具有與傳導電流相同的磁效應。,下 頁,上 頁,返 回,4） 磁偶極子與電偶極子對比,下 頁,上 頁,返 回,4.有磁介質時的環(huán)量與旋度,移項后,下 頁,上 頁,返 回,圖3.2.16 H 與I 成右螺旋關系,圖3.2.17 中三條環(huán)路上的 H 相等嗎？環(huán)量相等嗎？,圖3.2.17 H 的分布與磁介質有關,圖3.2.16 中環(huán)路 L 上任一點的 H 與 I3 有關嗎？,有磁介質存在時，重答上

5、問。,安培環(huán)路定律,思考,下 頁,上 頁,返 回,圖3.2.16 H 與I 成右螺旋關系,5. B 與 H 的關系,實驗證明，在各向同性的線性磁介質中,積分式對任意曲面 S 都成立，則,恒定磁場是有旋場,6. H 的旋度,即,mr相對磁導率。, 磁化率。,下 頁,上 頁,返 回,解: 在鐲環(huán)中, ， 為有限值，故H = 0。,例3.2.4 一矩形截面的鐲環(huán)，鐲環(huán)上繞有 N 匝線 圈，電流為 I ，如圖示，試求氣隙中的 B 和 H。,取安培環(huán)路的半徑 , 且環(huán)路與 I 交鏈，,圖3.2.18 鐲環(huán)磁場分布,忽略邊緣效應,下 頁,上 頁,返 回,解: 平行平面磁場，且軸對稱，故,例 3.2.5 有一磁導率為 ，半徑為 a 的無限長導磁圓柱 ，其軸線處有無限長的線電流 I ，圓柱外是空