第3章-恒定磁場(chǎng)-2.ppt

1、2. 磁通連續(xù)性原理,表明磁感應(yīng)線是連續(xù)的，亦稱(chēng)為磁場(chǎng)中的高斯定律。,直角坐標(biāo)系,3. 磁感應(yīng)線,磁感應(yīng)線穿過(guò)非閉合面 S 的磁通,單位：Wb (韋伯),根據(jù),有,磁感應(yīng)線方程,圖3.2.2 B 的通量,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,磁感應(yīng)線的性質(zhì)：,圖3.2.3 導(dǎo)線位于鐵板上方,圖3.2.4 長(zhǎng)直螺線管的磁場(chǎng),磁感應(yīng)線是閉合的曲線;,磁感應(yīng)線不能相交；,磁感應(yīng)強(qiáng)處 ，磁感應(yīng)線 稠密，反之，稀疏。,閉合的磁感應(yīng)線與交鏈 的電流成右手螺旋關(guān)系；,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,3.2.2 安培環(huán)路定律 (Aperes Circuital Law),1. 恒定磁場(chǎng)的旋度,在直角坐標(biāo)系中

2、,（ 畢奧沙伐定律 ）,恒定磁場(chǎng)是有旋場(chǎng),（有電流區(qū)）,（無(wú)電流區(qū)）,旋度運(yùn)算后，得到,下 頁(yè),上 頁(yè),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(guān)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(dāng)電流與安培環(huán)路呈右手螺旋關(guān)系 時(shí)，電流取正值，否則取負(fù)；,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,安培定律示意圖,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,例3.2.1 試求無(wú)限大載流導(dǎo)板產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B。,解：定性分析場(chǎng)分布，取安培環(huán)路與電流呈右手螺旋,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,圖3.2.9 無(wú)限大載流導(dǎo)板,解： 平行平面磁場(chǎng),例 3.2.2 試求載流無(wú)限長(zhǎng)同軸電纜產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度

3、。,故,安培環(huán)路定律,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,圖3.2.10 同軸電纜,得到,得到,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,圖3.2.12 同軸電纜的磁場(chǎng)分布,圖3.2.10 同軸電纜,3. 介質(zhì)的磁化（magnetization）,2）介質(zhì)的磁化,無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)，介質(zhì)對(duì)外不顯磁性，,1）磁偶極子 (magnetic dipole),在外磁場(chǎng)作用下，磁偶極子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，,圖3.2.14 介質(zhì)的磁化,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,轉(zhuǎn)矩為 Ti=miB ，旋轉(zhuǎn)方向 使磁偶極矩方向與外磁場(chǎng)方向一 致，對(duì)外呈現(xiàn)磁性，稱(chēng)為磁化現(xiàn) 象。,磁化強(qiáng)度（magnetization Intensity）,（A/m）,圖3.2.15 磁偶

4、極子受磁 場(chǎng)力而轉(zhuǎn)動(dòng),下 頁(yè),上 頁(yè),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(zhì)存在時(shí)，場(chǎng)中的 B 是自由電流和磁化電流共同作用，在真空中產(chǎn)生的。,磁化電流具有與傳導(dǎo)電流相同的磁效應(yīng)。,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,4） 磁偶極子與電偶極子對(duì)比,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,4.有磁介質(zhì)時(shí)的環(huán)量與旋度,移項(xiàng)后,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,圖3.2.16 H 與I 成右螺旋關(guān)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(zhì)有關(guān),圖3.2.16 中環(huán)路 L 上任一點(diǎn)的 H 與 I3 有關(guān)嗎？,有磁介質(zhì)存在時(shí)，重答上

5、問(wèn)。,安培環(huán)路定律,思考,下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,圖3.2.16 H 與I 成右螺旋關(guān)系,5. B 與 H 的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)證明，在各向同性的線性磁介質(zhì)中,積分式對(duì)任意曲面 S 都成立，則,恒定磁場(chǎng)是有旋場(chǎng),6. H 的旋度,即,mr相對(duì)磁導(dǎo)率。, 磁化率。,下 頁(yè),上 頁(yè),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(chǎng)分布,忽略邊緣效應(yīng),下 頁(yè),上 頁(yè),返 回,解: 平行平面磁場(chǎng)，且軸對(duì)稱(chēng)，故,例 3.2.5 有一磁導(dǎo)率為 ，半徑為 a 的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)磁圓柱 ，其軸線處有無(wú)限長(zhǎng)的線電流 I ，圓柱外是空