8恒定磁場1_7561_341_20100407100448.ppt

1、1,第三章 恒 定 磁 場,恒定磁場: 恒定電流引起的磁場。,2,磁感應(yīng)強度（B）（畢奧沙伐定律）,H 的旋度,B 的散度,基本方程,磁位( m),分界面上銜接條件,磁矢位（A）,邊值問題,數(shù)值法,解析法,分離變量法,鏡像法,有限元法,有限差分法,電感的計算,磁場能量及力,磁路及其計算,恒定磁場知識結(jié)構(gòu)框圖,基本實驗定律 (安培力定律）,3,3-4 磁矢位、恒定磁場的邊值問題 3-5 磁位,3-7 電感 3-8 磁場能量與力 3-9 磁路及其計算,引入物理量,基本方程,引入輔助量,應(yīng)用,第三章 恒 定 磁 場,計算,3-1 磁感應(yīng)強度,3-2 安培環(huán)路定律 3-3 恒定磁場基本方程、 分界面上

2、的銜接條件,3-6 鏡像法,3-1 磁感應(yīng)強度,3.1.1 安培力定律 3.1.2 磁感應(yīng)強度,恒定磁場的基本物理量,5,兩個載流回路之間有相互作用力,0：真空的磁導(dǎo)率， 410-7H/m,回路l對回路l的作用力：,3.1.1 安培力定律,6,一、畢奧沙伐定律：,3.1.2 磁感應(yīng)強度,一般形式的安培力定律,畢奧沙伐定律,7,磁感應(yīng)強度：,單位：特斯拉 (T) 1T=104Gs (高斯),2.體電流：,3.面電流：,1. 線電流：,8,二、洛侖茲力：,磁場的表現(xiàn)形式：運動的電荷在磁場中要受到作用力。,三、磁力線：,洛侖茲力性質(zhì)：,與電荷運動方向垂直，只改變其運動方向，不改變大?。?洛侖茲力不作

3、功； 只有運動的電荷在磁場中受力。,方程：,在直角坐標(biāo)系下：,dx/Bx=dy/By=dz/Bz,9,例一、載流直導(dǎo)線長2L，電流為I，沿z軸分布，中心在原點。求在xoy平面上離它距離為的點P的磁感應(yīng)強度。,解：,0,x,y,z,P,R,z,L：,3-2 安培環(huán)路定律,B的旋度,3.2.1 真空中的安培環(huán)路定律 3.2.2 媒質(zhì)的磁化 3.2.3 一般形式的安培環(huán)路定律,11,一、閉合回路包圍電流：,長直載流導(dǎo)線在任一點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為：,二、閉合回路不包圍電流：,=0,3.2.1 真空中的安培環(huán)路定律,12,三、閉合回路與多根電流交鏈：,方向：Ik與環(huán)路方向符合右手螺旋關(guān)系： Ik為正；否

4、則為負(fù),結(jié)論：,13,1.分子電流分子磁矩：,2.磁化：,a. 本身產(chǎn)生磁場； b. 在外磁場中受力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使磁矩方向與外磁場方向一致。,無外磁場時：m=0 有外磁場時：m0，對外呈磁性。用磁化強度描述磁化程度：,3.2.2 媒質(zhì)的磁化,性質(zhì)：,14,15,3.磁化電流：媒質(zhì)磁化后產(chǎn)生的附加電流,結(jié)論： 空間中任意點的磁場是由傳導(dǎo)電流、磁化電流共同在真空中產(chǎn)生的磁場的疊加； 2. 磁化電流的面密度為Jm、線密度為Km,（靜電場）,（恒定磁場）,16,一、磁場強度：,在具有導(dǎo)磁媒質(zhì)的磁場中：,磁場強度H,3.2.3 一般形式的安培環(huán)路定律,媒質(zhì)的磁導(dǎo)率；（H/m） r媒質(zhì)的相對磁導(dǎo)率，無量綱,

5、17,積分形式,微分形式,二、安培環(huán)路定律 的一般形式,18,圖示中H1=H2=H3嗎？它們的環(huán)量相等嗎？,H的環(huán)量僅與該閉合路徑交鏈的自由電流有關(guān)， 但H的分布與媒質(zhì)有關(guān)，是由整個系統(tǒng)的電流共同作用的結(jié)果。,19,例一:同軸電纜有兩層媒質(zhì)，分界面也是同軸圓柱面，尺寸如圖。內(nèi)外均勻分布電流I，(方向相反)求場中各處磁感應(yīng)強度。,解：,R1,R2,1,R3,2,R4,求場強分布情況： （方向、對稱性）,作半徑為r的同軸圓周,a. r R1： J =I/R12,b. R1 r R2：,c. R2 r R3：,d. R3 r R4：,20,解：,分析場強分布情況： （方向、對稱性）,作矩形回路作為閉合路徑。,例二:求具有恒定電流線密度K0無限大平面產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度。,K0,21,一 無 限 長 空 心 銅 圓 柱 體 載 有 電 流I，內(nèi) 外 半 徑 分 別 為R1、 R2 ， 另 一 無 限 長 實 心 銅 圓 柱 體 載 有 電 流I， 半 徑 為R2 。 則,答：( ),A、這 兩 種 情 況 在 r R2 處 產(chǎn) 生 的 磁 場 強 度 相 同 B、在 r R2 處 空 心 導(dǎo) 體 產(chǎn) 生 的 磁 場 強 度 比 實 心 導(dǎo)體 產(chǎn) 生 的 磁 場 強 度