磁介质-黄琼.ppt

物质(磁介质)在磁场的作用下,将发生变化,这种变化反过来又影响原来的磁场,这种物质称为磁介质。在磁场作用下磁介质的变化──磁化。这个与电解质在电场中的情形类似,因此,磁介质的描述方法及物理量与电介质非常相似。
磁介质的应用主要有:发电机、电动机、变压器中的铁芯、计算机中的记忆元件等。
磁介质有三种:顺磁质(paramagetic);
抗磁质(ic);
铁磁质(ic)。
第十章磁介质(ic medium)
本章主要研究磁化的宏观规律,重点是磁场强度(ic intensity)和介质中的环路定理,磁化的微观机理,铁磁质的磁化规律。
§10−1 磁介质存在时稳恒磁场的基本规律
一、磁介质的磁化(ize) 磁场强度矢量
首先介绍顺磁质的磁化机理
(1) 分子电流假说:安培认为,磁介质中的每一个分子都可以看作一个环形电流,在无磁场时,这些环形电流的磁矩方向在空间的取向是杂乱无章的。如图所示
(2)顺磁质的磁化当顺磁质中存在磁场时,分子电流的磁矩将与磁场方向趋于一致。这就是磁介质的磁化。如图所示。出现束缚磁化电流
(3) 磁介质内部的磁感应强度由于磁介质被磁化,磁化电流将在磁介质中激发附加磁场,因此,磁介质中任一点 P 的磁感应强度应该为:
式中为 P 点的合磁感应强度, 为外磁场在 P 点的磁感应强度, 为磁化电流在P点产生的磁感应强度。
二、推导磁化电流与磁化强度关系
(5)为了描述分子磁矩在磁场中的取向排列的整齐程度,定义磁化强度矢量:
比较极化强度:
(4)定义:磁化电流密度
由特例给出(均匀磁化的柱形棒)
取图示的回路,则有:
故有:
I为S面上的电流,L为S面的边界。
1.
与磁化电流密度
L
三、磁场强度, 磁介质中的安培环路定理
则磁介质中的安培环路定理:
这表明:磁场是无源场,是涡旋场。
由于磁化电流与传导电流在产生磁场方面性质相同,故有介质时,高斯定理仍成立(普适性):
四、磁介质中的安培环路定理
对大多数磁介质,实验证实,磁化强度与磁场强度成正比,即
m─磁介质的磁化率,是一个纯数。
定义磁介质相对磁导率为
磁介质的绝对磁导率(磁导率)为
于是在磁介质中有:
四、磁化率和磁导率,
解∶取圆形回路为安培回路,则有
在充满均匀磁介质场中磁感应强度为真空中的
 r 倍。
[例题] 一圆柱形电流电流强度为 I,置于的无限大磁导率为 r 的磁介质中,求:柱外任一点的。
I
L
over