《电流与磁场》PPT课件.ppt

《《电流与磁场》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电流与磁场》PPT课件.ppt（63页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第第6章章 恒定磁场恒定磁场6-1 磁感应强度磁感应强度第第6章章 恒定磁场恒定磁场一、磁的基本现象一、磁的基本现象一、磁的基本现象一、磁的基本现象1.1.磁铁的磁性磁铁的磁性磁铁的磁性磁铁的磁性(magnetism)磁性：能吸引铁、钴、镍磁性：能吸引铁、钴、镍等物质的性质。等物质的性质。S SN N司南勺司南勺 磁极磁极(pole)：磁性最强的区域，：磁性最强的区域，分磁北极分磁北极N和磁南极和磁南极S。第第6章章 恒定磁场恒定磁场 磁力磁力(magnetic force)：磁极间存在相互作用，同号相：磁极间存在相互作用，同号相斥，异号相吸。斥，异号相吸。磁偏角磁偏角 地球是一个巨大的地球是

2、一个巨大的永磁体。永磁体。第第6章章 恒定磁场恒定磁场2.电流的磁效应电流的磁效应 1819奥斯特实验表明：电奥斯特实验表明：电流对磁极有力的作用流对磁极有力的作用磁铁对电流有作用磁铁对电流有作用电流间有电流间有相互作用相互作用载流线圈的行为像一块磁铁载流线圈的行为像一块磁铁第第6章章 恒定磁场恒定磁场3.磁性起源于电荷的运动磁性起源于电荷的运动 安培电流分子安培电流分子(molecular current)假说假说(1822年年)：一切磁现象起源于电荷的运动一切磁现象起源于电荷的运动 磁性物质的分子中存在着分子电流，每个分子电流磁性物质的分子中存在着分子电流，每个分子电流相当于一基元磁体。相

3、当于一基元磁体。物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应(magnetic effect)的总和。的总和。第第6章章 恒定磁场恒定磁场二、磁场二、磁场二、磁场二、磁场 磁感强度磁感强度磁感强度磁感强度运动电荷运动电荷磁场磁场运动电荷运动电荷磁场的对外表现：磁场的对外表现：对磁场中运动电荷和电流有作用力。对磁场中运动电荷和电流有作用力。对在磁场中运动的载流导线作功。对在磁场中运动的载流导线作功。1.磁场磁场(magnetic field)第第6章章 恒定磁场恒定磁场正试验电荷正试验电荷q0以速率以速率v在场中沿不同方向运动受力不同。在场中沿不同方向运动受力

4、不同。定义磁感应强度定义磁感应强度 ：大小大小:方向方向:运动电荷不受力方向运动电荷不受力方向,且由且由 方向确定方向确定单位单位:特斯拉特斯拉(T)2.磁感应强度磁感应强度(magnetic induction)(magnetic induction)a.有一特定方向运动电荷有一特定方向运动电荷 不受到磁力不受到磁力;b.与这特定方向垂直时运与这特定方向垂直时运 动电荷受到磁力最大动电荷受到磁力最大Fmax 且磁力方向垂直于这两个且磁力方向垂直于这两个 速方向组成的平面速方向组成的平面.不受力方向不受力方向第第6章章 恒定磁场恒定磁场6-1 6-1 毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律 6-1 6

5、-1 6-1 6-1 毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律第第6章章 恒定磁场恒定磁场一、一、一、一、一、一、毕奥毕奥毕奥毕奥毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律(Biot-SavartBiot-Savart law)law)静电场：源静电场：源(电荷电荷)磁场磁场：源源(电流电流)真空中的磁导率真空中的磁导率(permeability):0 0=410-7-7亨利亨利米米-1(Hm-1-1)大小大小:方向方向:第第6章章 恒定磁场恒定磁场电流元的磁场I第第6章章 恒定磁场恒定磁场 abc方向电流元在a，b，c处第第6章章 恒定磁场恒定磁场二、毕奥二、毕奥二、毕奥二、

6、毕奥萨伐尔定律应用举例萨伐尔定律应用举例萨伐尔定律应用举例萨伐尔定律应用举例恒定磁场的计算：恒定磁场的计算：恒定磁场的计算：恒定磁场的计算：选取电流元选取电流元选取电流元选取电流元IdlIdl或某些典型电流分布为积分元或某些典型电流分布为积分元或某些典型电流分布为积分元或某些典型电流分布为积分元 由由由由 毕毕毕毕-萨定律写出积分元的磁场萨定律写出积分元的磁场萨定律写出积分元的磁场萨定律写出积分元的磁场d dB B及方向及方向及方向及方向 建立坐标系，将建立坐标系，将建立坐标系，将建立坐标系，将d dB B分解为分量式，对每个分量积分解为分量式，对每个分量积分解为分量式，对每个分量积分解为分量

7、式，对每个分量积 分分分分(统一变量、确定上下积分限统一变量、确定上下积分限统一变量、确定上下积分限统一变量、确定上下积分限)。分析对称性。分析对称性。分析对称性。分析对称性。求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析与点电荷电场公式比较：与点电荷电场公式比较：相同之处：相同之处：相同之处：相同之处：都是元场源产生场的公式都是元场源产生场的公式 场强都与场强都与 r 2 成反比成反比不同之处：不同之处：不同之处：不同之处：公式的来源不同公式的来源不同 方向不同方向不同第

8、第6章章 恒定磁场恒定磁场 例例例例6-6-1.1.一长度为L的载流直导线，电流强度为I，导线两端到P点的连线与导线的夹角分别为 1和 2。求距导线为a处P点的磁感应强度。解：解：在直电流上取电流元在直电流上取电流元各电流元在各电流元在P点点 同向同向统一变量统一变量:第第6章章 恒定磁场恒定磁场讨论讨论讨论讨论:(1)(1)“无限长无限长”载流导线载流导线 1=0,2=(2)“半无限长半无限长”载流导线载流导线 1=/2 ,2=(3)P点在导线的延长线点在导线的延长线上上 B=0aBI第第6章章 恒定磁场恒定磁场 例例例例6-6-2.2.载流圆弧半径为载流圆弧半径为R，电流强度为，电流强度为

9、I。求圆心。求圆心O处处的磁感强度。的磁感强度。方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里解：解：在圆弧上取电流元在圆弧上取电流元Ro圆心处磁场圆心处磁场第第6章章 恒定磁场恒定磁场练习练习:将通有将通有电电流流I I的的导线导线弯成如弯成如图图所示的形状所示的形状,求求O O点点处处的磁感的磁感强强度度B B。abo第第6章章 恒定磁场恒定磁场第第6章章 恒定磁场恒定磁场方向：垂直之面向里方向：垂直之面向里第第6章章 恒定磁场恒定磁场 例6-3.电流均匀地流过宽度为电流均匀地流过宽度为 b 的无限长平面导体的无限长平面导体薄板，电流为薄板，电流为 I，沿板长方向流动。求：，沿板长方向流动。求：在薄板平

10、面内，在薄板平面内，距板的一边为距板的一边为 b 的的 P点处的磁感应强度点处的磁感应强度.IPbb.IPbb.xxdxo解：建立如图所示坐标系方向垂直板面向里第第6章章 恒定磁场恒定磁场 例例6-46-4.两根长直导线沿半径方向引到铁环上两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B 两两点，并与很远的电源相连，如图所示。求：环中心的磁点，并与很远的电源相连，如图所示。求：环中心的磁感应强度。感应强度。ABIIOABIOIl21l21解：R1,R2是导线的电阻第第6章章 恒定磁场恒定磁场6-1 6-1 磁感应线磁感应线 磁通量磁通量第第6章章 恒定磁场恒定磁场一、磁感应线一、磁感应线一、磁感应线一、

11、磁感应线(magnetic induction line)条形磁铁周围的磁感线条形磁铁周围的磁感线特点特点闭合，或两端伸向无穷远；闭合，或两端伸向无穷远；与载流回路互相套联；与载流回路互相套联；互不相交。互不相交。磁感应线磁感应线方向：方向：方向：方向：磁感线的切向磁感线的切向大小：磁感线的疏密大小：磁感线的疏密第第6章章 恒定磁场恒定磁场直线电流的磁感线直线电流的磁感线圆电流的磁感线圆电流的磁感线通电螺线管的磁感线通电螺线管的磁感线第第6章章 恒定磁场恒定磁场均匀场均匀场非均匀场非均匀场单位：单位：单位：单位：WbWb(韦伯韦伯韦伯韦伯)二、磁通量二、磁通量二、磁通量二、磁通量 磁通量磁通量

12、(magnetic flux)：通过磁场中某给定面的磁感线通过磁场中某给定面的磁感线条数条数 d dS S对封闭曲面，规定外法向为正对封闭曲面，规定外法向为正进入的磁感应线进入的磁感应线穿出的磁感应线穿出的磁感应线第第6章章 恒定磁场恒定磁场穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零磁场是磁场是“无源场无源场”磁场是磁场是“涡旋场涡旋场”三、真空中磁场的高斯定理三、真空中磁场的高斯定理三、真空中磁场的高斯定理三、真空中磁场的高斯定理第第6章章 恒定磁场恒定磁场 例例例例6-5.6-5.无限长直导线通以电流I，求通过如图所示的矩形面积的磁通量。面积元面积元解：解：建立如

13、图所示的坐标系建立如图所示的坐标系元通量元通量x处处磁场为磁场为xabI第第6章章 恒定磁场恒定磁场6-26-2磁场对运动电荷和载流导线的作用磁场对运动电荷和载流导线的作用第第6章章 恒定磁场恒定磁场一、磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力(Lorentz force)表示为：表示为：大小：大小：方向：方向：右螺旋方向右螺旋方向+F Fv v 说明：说明：1.力力F方向垂直方向垂直v和和B确定的平面。确定的平面。2.

14、力力F改变速度改变速度v方向，不改变大小，方向，不改变大小，不作功。不作功。方向方向方向方向第第6章章 恒定磁场恒定磁场二、二、二、二、带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动1.1.运动方向与磁场方向平行运动方向与磁场方向平行运动方向与磁场方向平行运动方向与磁场方向平行+B Bv v结论：结论：结论：结论：带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。第第6章章 恒定磁场恒定磁场2.2.运动方向与磁场方向垂直运动方向与磁场方向垂直运动方向与磁场方向垂直运动方向与磁场方向垂直周期：周期：频率：频率

15、：半径：半径：结论：结论：带电粒子在磁场中带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，其周期和作匀速圆周运动，其周期和频率与速度无关。频率与速度无关。运动方程运动方程:v vB BF FR R+v v大大大大B BR R大大大大+R R小小小小第第6章章 恒定磁场恒定磁场3.3.初速度沿任意方向初速度沿任意方向初速度沿任意方向初速度沿任意方向v vy y 匀速圆周运动匀速圆周运动v vx x 匀速直线运动匀速直线运动半径：半径：周期：周期：螺距：螺距：结论：结论：结论：结论：螺旋运动螺旋运动螺旋运动螺旋运动第第6章章 恒定磁场恒定磁场 例例例例6-5.6-5.一由南指向北均匀的磁场,磁感应强度B=1.5T

16、。如果有一个5.0MeV的质子沿竖直向下的方向通过磁场，问作用在质子上的力有多大？(质子质量m=1.67 10-27kg)解：解：解：解：方向向东方向向东方向向东方向向东第第6章章 恒定磁场恒定磁场+-离子源离子源1.1.速度选择器速度选择器速度选择器速度选择器(selector of velocity)(selector of velocity)FmFev vE E E E 取得了速度选取得了速度选择的目的。择的目的。B三、电荷在电场和磁场中运动的实例三、电荷在电场和磁场中运动的实例三、电荷在电场和磁场中运动的实例三、电荷在电场和磁场中运动的实例三、电荷在电场和磁场中运动的实例三、电荷在电场

17、和磁场中运动的实例+改变改变E与与B的比的比值。可以选择不值。可以选择不同速度的粒子。同速度的粒子。第第6章章 恒定磁场恒定磁场2.2.质谱仪质谱仪质谱仪质谱仪(mass spectrograph)(mass spectrograph)质谱仪是研究物质同位素的仪器。R RN：离子源离子源P：速度选择器速度选择器 荷质比：荷质比：q、v、B不变，不变，R与与m成正比，同位素按质量大小排列成正比，同位素按质量大小排列+-P P N N B B第第6章章 恒定磁场恒定磁场3.3.回旋加速器回旋加速器回旋加速器回旋加速器(cyclotron)(cyclotron)回旋加速器是原子核物理、高能物理等实验

18、研究的一种基本设备。通过半圆盒的时间：通过半圆盒的时间：V B振荡周期：振荡周期：频率：频率：粒子动能：粒子动能：粒子动能：粒子动能：第第6章章 恒定磁场恒定磁场4.磁聚焦磁聚焦(magnetic focus)轴对称磁场轴对称磁场(短线圈短线圈)磁透镜磁透镜(电子显微镜电子显微镜)h近似相等近似相等均匀磁场，且均匀磁场，且 很小：很小：5.磁约束磁约束(magnetic leash)应用于受控热核聚变应用于受控热核聚变(磁约束、惯性约束磁约束、惯性约束)第第6章章 恒定磁场恒定磁场横向横向:在强磁场中可以将离子约束在小在强磁场中可以将离子约束在小范围，脱离器壁。范围，脱离器壁。纵向纵向:非均匀

19、磁场。非均匀磁场。反射反射磁镜磁镜磁瓶磁瓶:离子在两磁镜间振荡。离子在两磁镜间振荡。第第6章章 恒定磁场恒定磁场6.6.霍尔效应霍尔效应霍尔效应霍尔效应(Hall effect)(Hall effect)方向向上，形成方向向上，形成(2)用电子论解释用电子论解释载流子载流子q=-e，漂移速率，漂移速率y yz z U UB Bx xI I+-d db bU U1 1U U2 2 -v vF Fe eF Fmm动态平衡时：动态平衡时：(1)现象：现象：导体中通电流导体中通电流I，磁场，磁场 垂直于垂直于I，在既垂直于，在既垂直于I，又垂直，又垂直于于 方向出现电势差方向出现电势差 U。第第6章章

20、 恒定磁场恒定磁场y yz z U UB Bx xI I+-d db bU U1 1U U2 2 -v vF Fe eF Fmm令：令：令：令：R RH H：霍尔系数：霍尔系数：霍尔系数：霍尔系数第第6章章 恒定磁场恒定磁场对于对于 n型半导体载流子为型半导体载流子为电子电子电子电子，而，而P型半型半导体体载流子为导体体载流子为 带正电的空穴带正电的空穴带正电的空穴带正电的空穴。根据霍耳系。根据霍耳系数的符号可以确定半导体的类型，根据霍耳数的符号可以确定半导体的类型，根据霍耳系数的大小的测定，可以确定载流子的浓度系数的大小的测定，可以确定载流子的浓度y yz z U UB Bx xI I+-d

21、 db bU U1 1U U2 2 -v vF Fe eF Fmm若图示电流由正电荷流若图示电流由正电荷流若图示电流由正电荷流若图示电流由正电荷流动形成，则动形成，则动形成，则动形成，则U UH H反向，由反向，由反向，由反向，由此可确定半导体类型。此可确定半导体类型。此可确定半导体类型。此可确定半导体类型。第第6章章 恒定磁场恒定磁场四、安培力四、安培力四、安培力四、安培力四、安培力四、安培力(Ampere force)(Ampere force)设：电子数密度设：电子数密度设：电子数密度设：电子数密度 n n电流元截面积电流元截面积电流元截面积电流元截面积 S S电流元中的电子数电流元中的

22、电子数电流元中的电子数电流元中的电子数:nSnSd dl l作用在电流元上的作用力：作用在电流元上的作用力：作用在电流元上的作用力：作用在电流元上的作用力：洛仑兹力：洛仑兹力：洛仑兹力：洛仑兹力：电流强度：电流强度：电流强度：电流强度：1.载流导线在磁场中受力载流导线在磁场中受力IB BS S-第第6章章 恒定磁场恒定磁场任意形状任意形状载流导线在磁场中受安培力：载流导线在磁场中受安培力：大小大小:方向方向:右螺旋右螺旋实验验证:第第6章章 恒定磁场恒定磁场计算安培力步骤：计算安培力步骤：1、沿电流方向任意选取电流元为受力对象。、沿电流方向任意选取电流元为受力对象。2、确定该电流元所在点的、确

23、定该电流元所在点的 B、写出、写出 dF 的表达式、并的表达式、并确定确定 dF 的方向。的方向。3、建立坐标，写出、建立坐标，写出 dF 的坐标分量式的坐标分量式。（若（若 dF 分布具有对称性，分量式可少写）分布具有对称性，分量式可少写）4、统一、统一 dF 分量式的变量，确定积分上下限，积分得到分量式的变量，确定积分上下限，积分得到 F 的各个坐标分量的各个坐标分量，对坐标分量进行合成，对坐标分量进行合成。5、最后可以分析结果，或许会有其它收获。、最后可以分析结果，或许会有其它收获。第第6章章 恒定磁场恒定磁场例例6-66-6 有一半径为R 的半圆形导线，通有电流 I，它处于一磁感应强度

24、为B 的匀强磁场 之中。求：安培力。推广:任意载流导线在均匀磁场中所受的力,与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.ByxoRId dlI由对称性由对称性该通电导线所受安培力该通电导线所受安培力:F=I B 2R第第6章章 恒定磁场恒定磁场 例例6-7.6-7.无限长直载流导线通有电流I1，在同一平面内有长为L的载流直导线，通有电流I2。如图r、已知，求长为L的导线所受的磁场力。解：解：解：解：建立如图所示之坐标系建立如图所示之坐标系建立如图所示之坐标系建立如图所示之坐标系dxxr I1I2xOdF考察考察考察考察I I2 2上电流元上电流元上电流元上电流元I I2 2d dl l受力

25、受力受力受力第第6章章 恒定磁场恒定磁场如图所示,在XOY平面内有四分之一圆弧形状的导线,半径为R,通以电流I,处于磁感应强度为的均 匀磁场中,a为正常数,求圆弧状导线所受的安培力。练习练习:OYXI第第6章章 恒定磁场恒定磁场小结：关于磁场力的计算小结：关于磁场力的计算均匀磁场均匀磁场不均匀磁场不均匀磁场载流直导线在均匀磁场中所受磁力载流直导线在均匀磁场中所受磁力任意载流曲线在均匀磁场中所受磁力任意载流曲线在均匀磁场中所受磁力载流直导线在不均匀磁场中所受磁力载流直导线在不均匀磁场中所受磁力任意载流曲线在不均匀磁场中所受磁力任意载流曲线在不均匀磁场中所受磁力dFB dlI=安培定律：安培定律：

26、B dlI=LFdF=L任意载流导体在任意载流导体在磁场中所受合力磁场中所受合力外磁场外磁场第第6章章 恒定磁场恒定磁场l1 IIIIb bn nl2B B a ac cd d F F1 1F F2 2F F3 3F F4 4F1和和F2形成一形成一“力偶力偶”，可以使线框产生转动。，可以使线框产生转动。能使线框产生形变。能使线框产生形变。第第6章章 恒定磁场恒定磁场2.载流线圈载流线圈在磁场中受在磁场中受到的磁力矩到的磁力矩n F1F2l1 B磁矩：磁矩：磁力矩：磁力矩：l1 IIIIbnl2B acd F1F2F3F4第第6章章 恒定磁场恒定磁场说明：上式适用于任何闭合线圈，但要求线圈所在

27、处的磁场均匀。B为均匀磁场时，闭合线圈所受的合力为零，但合力矩不为零；B为非均匀磁场时，线圈所受的合力、合力矩都不为零，此时线圈向磁场大的地方运动。线圈转动又平动。磁磁场场对对任任意意形形状状弯弯曲曲导导线线的的作作用用合合力力等等于于从从起起点点到终点间的载有同样电流的直导线所受的磁场力。到终点间的载有同样电流的直导线所受的磁场力。第第6章章 恒定磁场恒定磁场(1)(1)=0=0 时，时，时，时，MM=0 =0 稳定平衡稳定平衡稳定平衡稳定平衡 BI BI(2)(2)=180=180 时，时，时，时，MM=0 =0 非稳定平衡非稳定平衡非稳定平衡非稳定平衡I(3)(3)=90=90 时，时，

28、时，时，MM=MMmaxmax=NBISNBISB 在均匀磁场中，平面载流线圈的转动趋势是使在均匀磁场中，平面载流线圈的转动趋势是使其磁矩的方向与外磁场的方向一致，即其磁矩的方向与外磁场的方向一致，即 =0=0。不同 角的磁力矩、磁通量角的磁力矩、磁通量第第6章章 恒定磁场恒定磁场6-3 6-3 磁介质磁介质第第6章章 恒定磁场恒定磁场 能与磁场发生相互作用的物质称为能与磁场发生相互作用的物质称为磁介质磁介质磁介质磁介质被磁化被磁化附加磁场附加磁场电介质电介质被极化被极化附加电场附加电场极化电荷极化电荷外场外场磁化电流磁化电流外场外场削弱外场削弱外场？一、磁介质及其磁化一、磁介质及其磁化一、磁

29、介质及其磁化一、磁介质及其磁化设外场磁感应强度设外场磁感应强度B B0 0 ，介质磁化后附加磁场介质磁化后附加磁场B B 磁介质中磁场：磁介质中磁场：介质磁化的附加磁场就对应存在介质磁化的附加磁场就对应存在磁化电流磁化电流Is第第6章章 恒定磁场恒定磁场磁介质分类磁介质分类顺磁质顺磁质顺磁质顺磁质(paramagnet)：r 1,BB0,B 与与B0同向同向抗磁质抗磁质抗磁质抗磁质(diamagnetic material)：r 1,B1,BB0,B 与与B0同向同向 弱磁性介质弱磁性介质强磁性介质强磁性介质定义：定义：相对磁导率相对磁导率(relative permeability)：磁导率

30、磁导率(permeability)：磁介质中磁场：磁介质中磁场：第第6章章 恒定磁场恒定磁场二、磁介质中的高斯定理和安培环路定理二、磁介质中的高斯定理和安培环路定理二、磁介质中的高斯定理和安培环路定理二、磁介质中的高斯定理和安培环路定理1.有磁介质时的高斯定理有磁介质时的高斯定理2.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磁介质中安培环路定理磁介质中安培环路定理第第6章章 恒定磁场恒定磁场I IS S顺磁质顺磁质顺磁质顺磁质介质磁化的附加磁场就对应存在介质磁化的附加磁场就对应存在磁化电流磁化电流Is真空螺线管的磁场：真空螺线管的磁场：介质螺线管的磁场：介质螺线管的磁场：

31、例：例：第第6章章 恒定磁场恒定磁场注：注：(1)的环流只与传导电流有关，与磁化电流无关的环流只与传导电流有关，与磁化电流无关 (2)与与 一样是辅助量，描述电磁场一样是辅助量，描述电磁场利用介质中安培环路定理求磁场的一般步骤：利用介质中安培环路定理求磁场的一般步骤：(1)在对称性分析基础上选取适当环路在对称性分析基础上选取适当环路L(2)由由 求磁场强度求磁场强度H分布分布(3)由由 求磁感应强度求磁感应强度B分布分布(3)在真空中：在真空中：第第6章章 恒定磁场恒定磁场 例例例例6-10*.6-10*.为了测试某种材料的相对磁导率,常将材料做成横截面为圆形的螺绕环芯子,设环上绕有线圈200

32、匝,平均围长0.1m,横截面积为5 10-5m2,当线圈内通有电流0.1A时用磁通计测得穿过横截面积的磁通量为6 10-5 Wb,试计算该材料的相对磁导率。截面磁场近似均匀截面磁场近似均匀解：解：选如图所示的安培环路选如图所示的安培环路第第6章章 恒定磁场恒定磁场三、铁磁质三、铁磁质三、铁磁质三、铁磁质1.1.铁磁质的特点铁磁质的特点铁磁质的特点铁磁质的特点高高高高 ：B B随随随随HH迅速增长，平均斜率迅速增长，平均斜率迅速增长，平均斜率迅速增长，平均斜率 比非铁磁质大得多。比非铁磁质大得多。比非铁磁质大得多。比非铁磁质大得多。非线性：非线性：非线性：非线性：B B和和和和HH呈非线性关系，

33、呈非线性关系，呈非线性关系，呈非线性关系，非单值关系，非单值关系，非单值关系，非单值关系，非恒量。非恒量。非恒量。非恒量。磁滞磁滞磁滞磁滞(hysteresis)：B B的变化落后于的变化落后于的变化落后于的变化落后于 HH的变化。的变化。的变化。的变化。存在居里点：存在居里点：存在居里点：存在居里点：临界温度时，失去临界温度时，失去临界温度时，失去临界温度时，失去 铁磁性成为顺磁质。铁磁性成为顺磁质。铁磁性成为顺磁质。铁磁性成为顺磁质。铁：铁：铁：铁：T T=1040K =1040K 镍：镍：镍：镍：T T=631K=631K第第6章章 恒定磁场恒定磁场磁导率曲线：磁导率曲线：2.铁磁质的磁

34、化特性铁磁质的磁化特性 磁滞回线磁滞回线实验：实验：铁磁质芯的螺线管，通以电流铁磁质芯的螺线管，通以电流 I画出画出 曲线曲线由由改变改变 I，测量，测量 H 值和值和 B 值值画出画出 曲线曲线第第6章章 恒定磁场恒定磁场Br-HsHsOabcdefHBHcOa：起始磁化曲线起始磁化曲线Hs：饱和磁场强度饱和磁场强度Br：剩余磁感应强度：剩余磁感应强度Hc：矫顽力：矫顽力(coercive force)起始磁化曲线起始磁化曲线 磁滞回线磁滞回线磁滞损耗：材料热效应大小与磁滞回线磁滞损耗：材料热效应大小与磁滞回线(hysteresis loop)面积成正比面积成正比磁滞效应磁滞效应：磁感应强度：磁感应强度B变化变化跟不上跟不上跟不上跟不上磁场强度磁场强度H的的 变化变化第第6章章 恒定磁场恒定磁场 磁滞损耗小，磁滞损耗小，容易磁化，容易容易磁化，容易退磁，适用于交退磁，适用于交变磁场。如制造变磁场。如制造电机，变压器等电机，变压器等的铁芯。的铁芯。3.铁磁材料按磁滞回线分类铁磁材料按磁滞回线分类适合于制适合于制造永磁体造永磁体 适合于制作适合于制作适合于制作适合于制作记录磁带及计记录磁带及计记录磁带及计记录磁带及计算机的记忆元算机的记忆元算机的记忆元算机的记忆元件件件件BHOBHOBHO软磁材料软磁材料硬磁材料硬磁材料矩磁材料矩磁材料铁磁质的性质可用磁畴理论解释