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1、第15章 磁介质第1页，共21页，编辑于2022年，星期日介质进入磁场将被介质进入磁场将被磁化磁化收音机中的磁棒收音机中的磁棒,磁芯磁芯变压器的铁芯变压器的铁芯,螺线螺线管的管芯管的管芯被磁化物质称磁介质被磁化物质称磁介质第2页，共21页，编辑于2022年，星期日15.1 顺磁性和抗磁性顺磁性和抗磁性介质磁化后的介质磁化后的附加磁感强度附加磁感强度真空中的真空中的磁感强度磁感强度 磁介质中的磁介质中的总磁感强度总磁感强度顺磁质顺磁质 抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质（铁、钴、镍等）（铁、钴、镍等）（铝、氧、锰等）（铝、氧、锰等）（铜、铋、氢等）（铜、铋、氢等）弱磁质弱磁质第3页，共21页，编辑于202
2、2年，星期日一、电子的磁矩一、电子的磁矩电子以参数电子以参数v,r运动一周用时：运动一周用时：单位时间转：单位时间转：周周：自旋角动量：自旋角动量：自旋磁矩：自旋磁矩lm mrlm mIreLr第4页，共21页，编辑于2022年，星期日 同同向时向时 反反向时向时无外磁场时抗磁质分子磁矩为零无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗磁质内磁场抗磁质内磁场抗抗磁磁质质的的磁磁化化二、顺磁性和抗磁性二、顺磁性和抗磁性第5页，共21页，编辑于2022年，星期日无外磁场无外磁场顺顺 磁磁 质质 的的 磁磁 化化分子圆电流和磁矩分子圆电流和磁矩有外磁场有外磁场演示演示第6页，共21页，编辑于2022年，星期日15
3、.2 磁化强度和磁化电流磁化强度和磁化电流一一、磁化强度磁化强度SI中单位：中单位：二、二、磁化电流磁化电流?定义定义：总效果总效果：在磁介质表面在磁介质表面形成磁化电流形成磁化电流。意义意义 磁介磁介质中单位体积内质中单位体积内分子的合磁矩分子的合磁矩.q qMrd第7页，共21页，编辑于2022年，星期日斜柱体总磁矩：斜柱体总磁矩：想象从磁介质表面处挖出一小想象从磁介质表面处挖出一小的斜柱体的斜柱体根据定义根据定义：MMrlrdl dIdIdSD DSa ar a a q qSD Dlrdq qSD Dl dq qj ja a rl drnerq qa a neMrM第8页，共21页，编辑
4、于2022年，星期日MMrlrdl dIdIdSD DSa ar a a q qSD Dlrdq qSD Dl dq qj ja a rl drnerq qa a neMrM第9页，共21页，编辑于2022年，星期日已知磁化强度求磁化电流已知磁化强度求磁化电流：在两种磁介质的界面处情况如何？在两种磁介质的界面处情况如何？enenenenM第10页，共21页，编辑于2022年，星期日例例15-1 求均匀磁化介质球磁化电流及其在球心处产生磁场。求均匀磁化介质球磁化电流及其在球心处产生磁场。球带状圆电流在球带状圆电流在球心处产生磁场球心处产生磁场解解oxzRMrqo ozRMqo a a第11页，共
5、21页，编辑于2022年，星期日15-3 介质中的磁场介质中的磁场 磁场强度磁场强度一、一、介质中磁场的高斯定理介质中磁场的高斯定理二、二、磁场强度磁场强度 介质中磁场的安培环路定理介质中磁场的安培环路定理：磁化电流产生：磁化电流产生：外磁场：外磁场 磁介质放在磁场中，磁介质受到磁场的作用要产生磁化电流，磁介质放在磁场中，磁介质受到磁场的作用要产生磁化电流，磁化电流又产生附加磁场。磁化电流又产生附加磁场。磁化电流磁化电流传导电流传导电流第12页，共21页，编辑于2022年，星期日由于由于:磁化电流和磁介质磁化的程度有关，磁化电流和磁介质磁化的程度有关，而磁化的程度又决定于总磁场，而磁化的程度又
6、决定于总磁场，所以所以:磁介质和磁场的相互影响呈现一种比较复杂的关系。磁介质和磁场的相互影响呈现一种比较复杂的关系。考虑无限长直电流情况考虑无限长直电流情况第13页，共21页，编辑于2022年，星期日(磁场强度磁场强度)SI中中H之之单位：单位：A/m取闭合回路取闭合回路l剥去外围磁介质剥去外围磁介质第14页，共21页，编辑于2022年，星期日三、三、各向同性的磁介质各向同性的磁介质抗磁质抗磁质顺磁质顺磁质：介质的磁化率：介质的磁化率：介质的磁导率：介质的磁导率：介质的相对磁导率：介质的相对磁导率在各向同性的均匀磁介质（非铁磁介质）中，在各向同性的均匀磁介质（非铁磁介质）中，磁化强度与磁场强度
7、具有线性关系：磁化强度与磁场强度具有线性关系：第15页，共21页，编辑于2022年，星期日例例15-2 求磁介质中的磁化强度、磁感应强度及其表面磁求磁介质中的磁化强度、磁感应强度及其表面磁化电流线密度。化电流线密度。解解第16页，共21页，编辑于2022年，星期日15-4 铁磁性铁磁性一、铁磁质的磁滞回线一、铁磁质的磁滞回线励磁电流励磁电流 I;用安培定理得用安培定理得H感应电动势法或用小线圈在缝口处测量感应电动势法或用小线圈在缝口处测量BB-H磁滞回线磁滞回线第17页，共21页，编辑于2022年，星期日oabcdefgHB饱和B-H磁滞回线磁滞回线演示演示第18页，共21页，编辑于2022年
8、，星期日比较：比较：比较：比较：第19页，共21页，编辑于2022年，星期日二、铁磁质的理论解释二、铁磁质的理论解释饱和磁化饱和磁化磁畴：铁磁质中由于原子的强烈作用，磁畴：铁磁质中由于原子的强烈作用，在在铁磁质中形成磁场很强的小区域铁磁质中形成磁场很强的小区域在无外磁场时，各磁畴排列杂乱无章，铁磁质不显磁性；在无外磁场时，各磁畴排列杂乱无章，铁磁质不显磁性；在外磁场中，各磁畴沿外场转向，介质内部的磁场迅速增加，在外磁场中，各磁畴沿外场转向，介质内部的磁场迅速增加，在铁磁质充磁过程中伴随着发声、发热。最后铁磁质达到磁在铁磁质充磁过程中伴随着发声、发热。最后铁磁质达到磁饱和状态。饱和状态。第20页
9、，共21页，编辑于2022年，星期日二、铁磁材料的应用二、铁磁材料的应用软磁材料：磁滞回线细长，剩磁很小。像软磁材料：磁滞回线细长，剩磁很小。像软铁、坡莫合金、硒钢片、铁铝合金、铁软铁、坡莫合金、硒钢片、铁铝合金、铁镍合金等。镍合金等。由于软磁材料磁滞损耗小，适合由于软磁材料磁滞损耗小，适合用在交变磁场中，如变压器铁芯、继电器、用在交变磁场中，如变压器铁芯、继电器、电动机转子、定子都是用软磁材料制成。电动机转子、定子都是用软磁材料制成。硬磁性材料：硬磁性材料：磁滞回线较粗，剩磁很大，这磁滞回线较粗，剩磁很大，这种材料充磁后不易退磁，适合做永久磁铁。种材料充磁后不易退磁，适合做永久磁铁。可可用在磁电式电表、永磁扬声器、耳机以及用在磁电式电表、永磁扬声器、耳机以及雷达中的磁控管等。雷达中的磁控管等。H0BHcH0BHc第21页，共21页，编辑于2022年，星期日