大學物理8-8有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理磁場強度.ppt

1、一、磁化強度,反映磁介質(zhì)磁化程度(大小與方向)的物理量。,均勻磁化,非均勻磁化,8-8 有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理磁場強度,磁化強度：單位體積內(nèi)所有分子固有磁矩的矢量和 加上附加磁矩的矢量和 ，稱為磁化強度，用 表示。,磁化強度的單位：,注意：對順磁質(zhì)， 可以忽略； 對抗磁質(zhì), ，對于真空， 。,外磁場為零，磁化強度為零。,外磁場不為零:,順磁質(zhì),抗磁質(zhì),磁化電流,對于各向同性的均勻介質(zhì)，在勻強磁場中被磁化后，各分子電流平面轉(zhuǎn)到與磁場的方向垂直。,介質(zhì)內(nèi)部任一點總有兩個方向相反的分子電流通過，各分子電流相互抵消，而在介質(zhì)表面，各分子電流相互疊加，在磁化圓柱的表面出現(xiàn)一層電流，好象一個載流螺線管，

2、稱為磁化面電流（或安培表面電流）。,設(shè)介質(zhì)表面沿軸線方向單位長度上的磁化電流為 （面磁化電流密度），則長為l 的一段介質(zhì)上的磁化電流強度IS為,總磁矩,磁化強度對閉合回路的線積分等于通過回路所包圍的面積內(nèi)的總磁化電流。,取一長方形閉合回路ABCD，AB邊在磁介質(zhì)內(nèi)部，平行與柱體軸線，長度為l，而BC、AD兩邊則垂直于柱面。柱外各點 等于零，內(nèi)部則平行于AB邊， 對整個回路積分,因為,所以,二、 有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理,無磁介質(zhì)時安培環(huán)路定理,有磁介質(zhì)時,磁場強度,因為,所以,定義磁場強度：,表明：磁場強度矢量的環(huán)流和傳導電流I 有關(guān)，而在形式上與磁介質(zhì)的磁性無關(guān)。其單位在國際單位制中是A/m

3、。,磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：磁場強度沿任意閉合路徑的線積分等于穿過該路徑的所有傳導電流的代數(shù)和，而與磁化電流無關(guān)。,有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理,因為,實驗證明：對于各向同性的介質(zhì)，在磁介質(zhì)中任意一點磁化強度和磁場強度成正比。,式中 只與磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，稱為磁介質(zhì)的磁化率，是一個純數(shù)。如果磁介質(zhì)是均勻的，它是一個常量；如果磁介質(zhì)是不均勻的，它是空間位置的函數(shù)。,此式說明了介質(zhì)中任一點磁場強度、磁感應強度、磁化強度之間的普遍關(guān)系，不論介質(zhì)是否均勻。,定義介質(zhì)磁化率,相對磁導率,磁導率,值得注意： 是為研究介質(zhì)中的磁場提供方便而不是反映磁場性質(zhì)的基本物理量， 才是反映磁場性質(zhì)的基本物理量。,真空：,

4、例題8-8 在均勻密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿均勻的順磁介質(zhì)，已知螺繞環(huán)中的傳導電流為 ，單位長度內(nèi)匝數(shù) ，環(huán)的橫截面半徑比環(huán)的平均半徑小得多，磁介質(zhì)的相對磁導率和磁導率分別為 和 。 求環(huán)內(nèi)的磁場強度和磁感應強度。,解：在環(huán)內(nèi)任取一點，過該點作一和環(huán)同心、半徑為 的圓形回路。,式中 為螺繞環(huán)上線圈 的總匝數(shù)。由對稱性可知，在所取圓形回路上各點的磁感應強度的大小相等，方向都沿切線。,當環(huán)內(nèi)是真空時，由于,當環(huán)內(nèi)充滿均勻介質(zhì)時,可見，當環(huán)內(nèi)充滿某種均勻磁介質(zhì)，環(huán)內(nèi)磁感應強度變?yōu)榄h(huán)內(nèi)是真空時的 倍。,故,則,例題8-9 上例中若磁介質(zhì)的磁導率 ，單位長度內(nèi)的匝數(shù) ，繞組中通有電流 再計算環(huán)內(nèi)的（1）磁場強度

5、，（2）磁感應 強度，（3）磁介質(zhì)的磁化強度。,解：,利用上題計算結(jié)果,（1）,（3）,（2）,例題8-13 如圖所示，一半徑為R1的無限長圓柱體（導體0）中均勻地通有電流I，在它外面有半徑為R2的無限長同軸圓柱面，兩者之間充滿著磁導率為的均勻磁介質(zhì)，在圓柱面上通有相反方向的電流I。試求（1）圓柱體外圓柱面內(nèi)一點的磁場；（2）圓柱體內(nèi)一點磁場；（3）圓柱面外一點的磁場。,解：（1）當兩個無限長的同軸圓柱體和圓柱面中有電流通過時，它們所激發(fā)的磁場是軸對稱分布的，而磁介質(zhì)亦呈軸對稱分布，因而不會改變場的這種對稱分布。設(shè)圓柱體外圓柱面內(nèi)一點到軸的垂直距離是r1，以r1為半徑作一圓，取此圓為積分回路，根據(jù)安培環(huán)路定理有,（2）設(shè)在圓柱體內(nèi)一點到軸的垂直距離是r2，則以r2為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理有,磁導率,由B H，得,（3）在圓柱面外取一點，它到軸的垂直距離是r3，以r3為半徑作一圓，根據(jù)安培環(huán)路定理,考慮到環(huán)路中所包圍的電流的代數(shù)和為零，所以得,即,或,選擇進入下一節(jié) 8-0 教學基本要求 8-1 恒定電流 8-2 磁感應強度 8-3 畢奧-薩伐爾定律 8-4 穩(wěn)恒磁場的