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1、上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出一、磁化强度一、磁化强度 反映磁介质磁化程度反映磁介质磁化程度(大小与方向大小与方向)的物理量。的物理量。均匀磁化均匀磁化非均匀磁化非均匀磁化8-8 8-8 有磁介质时的安培环路定理磁场强度有磁介质时的安培环路定理磁场强度 磁化强度：磁化强度：单位体积内所有分子固有磁矩的单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和矢量和 加上附加磁矩的矢量和加上附加磁矩的矢量和 ，称，称为磁化强度，用为磁化强度，用 表示。表示。磁化强度的单位：磁化强度的单位：上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 注意：注
2、意：对顺磁质，对顺磁质，可以忽略；可以忽略；对抗磁质对抗磁质,，对于真空，对于真空，。外磁场为零，磁化强度为零。外磁场为零，磁化强度为零。外磁场不为零外磁场不为零:顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出磁化电流磁化电流 对于各向同性的均匀介质，在匀强磁场中被磁对于各向同性的均匀介质，在匀强磁场中被磁化后，各分子电流平面转到与磁场的方向垂直。化后，各分子电流平面转到与磁场的方向垂直。磁化电流磁化电流 介质内部任一点总有两个方向相反的分子电流通过，介质内部任一点总有两个方向相反的分子电流通过，各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流
3、各分子电流相互抵消，而在介质表面，各分子电流相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象相互叠加，在磁化圆柱的表面出现一层电流，好象一个载流螺线管，称为一个载流螺线管，称为磁化面电流（或安培表面电磁化面电流（或安培表面电流）。流）。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 磁化电流磁化电流 磁化面电流上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电设介质表面沿轴线方向单位长度上的磁化电流为流为 （面磁化电流密度），则长为（面磁化电流密度），则长为l 的一段介质的一段介质上的磁化电流强度上的磁
4、化电流强度IS S为为总磁矩总磁矩上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围的面积内的总磁化电流。所包围的面积内的总磁化电流。取一长方形闭合回路取一长方形闭合回路ABCD，AB边边在磁介质在磁介质内部，平行与柱体轴线，长度为内部，平行与柱体轴线，长度为l，而，而BC、AD两两边则垂直于柱面。柱外各点边则垂直于柱面。柱外各点 等于零，内部则等于零，内部则平行于平行于AB边，边，对整个回路积分对整个回路积分因为因为所以所以上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返
5、回返回 退出退出二、二、有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理无磁介质时无磁介质时安培环路定理安培环路定理有磁介质时有磁介质时磁场强度磁场强度因为因为所以所以上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出定义定义磁场强度：磁场强度：表明：表明：磁场强度矢量的环流和传导电流磁场强度矢量的环流和传导电流I I 有关，有关，而在形式上与磁介质的磁性无关。其单位在国际单位而在形式上与磁介质的磁性无关。其单位在国际单位制中是制中是A/m。磁磁介介质质中中的的安安培培环环路路定定理理：磁磁场场强强度度沿沿任任意意闭闭合合路路径径的的线线积积分分等等于于穿穿过过该该路
6、路径径的的所所有有传传导导电电流流的的代数和，而与磁化电流无关。代数和，而与磁化电流无关。有磁介质时的有磁介质时的安培环路定理安培环路定理因为因为上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 实实验验证证明明：对对于于各各向向同同性性的的介介质质，在在磁磁介介质质中任意一点磁化强度和磁场强度成正比。中任意一点磁化强度和磁场强度成正比。式式中中 只只与与磁磁介介质质的的性性质质有有关关，称称为为磁磁介介质质的的磁磁化化率率，是是一一个个纯纯数数。如如果果磁磁介介质质是是均均匀匀的的，它它是是一一个个常常量量；如如果果磁磁介介质质是是不不均均匀匀的的，它它是是空空间
7、间位位置的函数。置的函数。此此式式说说明明了了介介质质中中任任一一点点磁磁场场强强度度、磁磁感感应应强强度度、磁磁化化强强度度之之间间的的普普遍遍关系，不论介质是否均匀。关系，不论介质是否均匀。定义介质磁化率定义介质磁化率上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出相对相对磁导磁导率率磁导磁导率率 值值得得注注意意：是是为为研研究究介介质质中中的的磁磁场场提提供供方方便便而而不不是是反反映映磁磁场场性性质质的的基基本本物物理理量量，才才是是反反映映磁磁场场性性质的基本物理量。质的基本物理量。真空：真空：上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返
8、回返回 退出退出例题例题8-88-8 在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介在均匀密绕的螺绕环内充满均匀的顺磁介质，已知螺绕环中的传导电流为质，已知螺绕环中的传导电流为 ，单位长度内匝数，单位长度内匝数 ，环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的，环的横截面半径比环的平均半径小得多，磁介质的相对磁导率和磁导率分别为相对磁导率和磁导率分别为 和和 。求环内的磁场求环内的磁场强度和磁感应强度。强度和磁感应强度。解：解：在环内任取一点，过在环内任取一点，过该点作一和环同心、半径该点作一和环同心、半径为为 的圆形回路。的圆形回路。式中式中 为螺绕环上线圈为螺绕环上线圈的总匝数。由对称性可知，在所取圆
9、形回路上各的总匝数。由对称性可知，在所取圆形回路上各点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。点的磁感应强度的大小相等，方向都沿切线。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出当环内是真空时，由于当环内是真空时，由于当环内充满均匀介质时当环内充满均匀介质时可见，当环内充满某种可见，当环内充满某种均匀均匀磁介质，环内磁感应强磁介质，环内磁感应强度变为环内是真空时的度变为环内是真空时的 倍。倍。故故则则上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出例题例题8-98-9 上例中若磁介质的磁导率上例中若磁介质的磁导率 ，单位长度内的匝数单位
10、长度内的匝数 ，绕组中通有电流，绕组中通有电流 再计算环内的（再计算环内的（1 1）磁场强度，（）磁场强度，（2 2）磁感应）磁感应强度，（强度，（3 3）磁介质的磁化强度。）磁介质的磁化强度。解：解：利用上题计算结果利用上题计算结果（1 1）（3 3）（2 2）上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出例例题题8-138-13 如如图图所所示示，一一半半径径为为R1 1的的无无限限长长圆圆柱柱体体（导导体体 0）中中均均匀匀地地通通有有电电流流I，在在它它外外面面有有半半径径为为R2 2的的无无限限长长同同轴轴圆圆柱柱面面，两两者者之之间间充充满满着着磁磁导
11、导率率为为 的的均均匀匀磁磁介介质质，在在圆圆柱柱面面上上通通有有相相反反方方向向的的电电流流I。试试求求（1 1）圆圆柱柱体体外外圆圆柱柱面面内内一一点点的的磁磁场场；（2 2）圆圆柱柱体体内内一一点点磁磁场；（场；（3 3）圆柱面外一点的磁场。）圆柱面外一点的磁场。解解：（1 1）当当两两个个无无限限长长的的同同轴轴圆圆柱柱体体和和圆圆柱柱面面中中有有电电流流通通过过时时，它它们们所所激激发发的的磁磁场场是是轴轴对对称称分分布布的的，而而磁磁介介质质亦亦呈呈轴轴对对称称分分布布，因因而而不不会会改改变变场场的的这这种种对对称称分分布布。设设圆圆柱柱体体外外圆圆柱柱面面内内一一点点到到轴轴的
12、的垂垂直直距距离离是是r1 1，以以r1 1为为半半径径作作一一圆圆，取取此此圆圆为为积积分分回回路路，根根据安培环路定理有据安培环路定理有IIIR1R2r2r1r3上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出（2 2）设设在在圆圆柱柱体体内内一一点点到到轴轴的的垂垂直直距距离离是是r2 2，则则以以r2 2为为半半径径作作一一圆圆，根根据据安培环路定理有安培环路定理有磁导磁导率率IIIR1R2r2r1r3上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出由由B H，得得（3 3）在在圆圆柱柱面面外外取取一一点点，它它到到轴轴的的垂垂直
13、直距距离离是是r3 3，以以r3 3为为半半径径作作一一圆圆，根根据据安安培培环环路路定定理理,考考虑虑到到环环路路中中所所包包围围的的电电流流的的代代数数和和为零，所以得为零，所以得即即或或IIIR1R2r2r1r3上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出选择进入下一节选择进入下一节 8-0 教学基本要求教学基本要求 8-1 恒定电流恒定电流 8-2 磁感应强度磁感应强度 8-3 毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律 8-4 稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理 8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动 8-6 磁场对载流导线的作用磁场对载流导线的作用 8-7 磁场中的磁介质磁场中的磁介质 8-8 有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理 磁场强度磁场强度*8-9 铁磁质铁磁质