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1、B0传导电流的磁场传导电流的磁场 11-1 介质的磁化介质的磁化B0B传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场 11-1 介质的磁化介质的磁化B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场 11-1 介质的磁化介质的磁化=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+11-1 介质的磁化介质的磁化=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+
2、一、磁介质的分类一、磁介质的分类 11-1 介质的磁化介质的磁化=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+顺磁质顺磁质B0B 与与同向同向，11-1 介质的磁化介质的磁化 一、一、磁介质的分类磁介质的分类=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+顺磁质顺磁质B0B 与与同向同向B0B，11-1 介质的磁化介质的磁化 一、一、磁介质的分类磁介质的分类=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场
3、介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+顺磁质顺磁质B0B 与与同向同向B0B r 1，11-1 介质的磁化介质的磁化 一、磁介质的分类一、磁介质的分类=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质B0B 与与同向同向反向反向B0B与与B0B r 1，11-1 介质的磁化介质的磁化 一、一、磁介质的分类磁介质的分类=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质B0B 与与同向同向反向反向B0B与
4、与B0B 1，11-1 介质的磁化介质的磁化 一、一、磁介质的分类磁介质的分类=B0BB传导电流的磁场传导电流的磁场介质磁化所产生的附加磁场介质磁化所产生的附加磁场介质中的合磁场介质中的合磁场B0BB+顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质B0B 与与同向同向反向反向B0B与与B0B B0BrrB0Brrr111，B0B 与与同向同向，11-1 介质的磁化介质的磁化 一、磁介质的分类一、磁介质的分类相对磁导率相对磁导率 二、顺磁质及其磁化二、顺磁质及其磁化=p 顺磁质分子的固有磁矩顺磁质分子的固有磁矩不为零，即：不为零，即：m0epm 二、顺磁质及其磁化二、顺磁质及其磁化=p 顺磁质分子的固有磁矩顺磁质分子
5、的固有磁矩不为零，即：不为零，即：m0 无外磁场作用时，由于分子的热运动，无外磁场作用时，由于分子的热运动，分子磁矩取向各不相同分子磁矩取向各不相同,整个介质不显磁性。整个介质不显磁性。epm分分子子磁磁矩矩 二、顺磁质及其磁化二、顺磁质及其磁化 有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩B0MpmB=+Mpm的作用，使分子磁矩转向外磁场的方向。的作用，使分子磁矩转向外磁场的方向。M 分子磁矩产生的磁场方向和外磁场方向一致。分子磁矩产生的磁场方向和外磁场方向一致。B0B 顺磁质磁化结果，使介质内部磁场增强。顺磁质磁化结果，使介质内部磁场增强。即：即：B0B 分子磁矩产
6、生的磁场方向和外磁场方向一致。分子磁矩产生的磁场方向和外磁场方向一致。B0B 三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化 抗磁质分子的固有磁矩为零（分子中各抗磁质分子的固有磁矩为零（分子中各电子的磁效应相互抵消）电子的磁效应相互抵消）三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化B0pmmM的方向为的方向为eLpmmMBpmM=+三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化.B0pmmeLpmm.M角动量的增量方向为角动量的增量方向为L.三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化B0pmm由于由于ML只能改变只能改变L的方向而不的方向而不L的大小。的大小。eLpmmL.M能改变能改变所以所以M，三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化B0pmme
7、LpmmL.M电子轨道进动方向轨道作顺时针方向轨道作顺时针方向进动进动。若从上往下看，电子若从上往下看，电子由于由于ML只能改变只能改变L的方向而不的方向而不L的大小。的大小。能改变能改变所以所以M，三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动
8、电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面
9、电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面LpmmpmmB0在外磁场作用下在外磁场作用下电子轨道的进动电子轨道的进动电子轨道平面电子轨道平面等效电流方向B0pmmeLpmmL.M电子轨道进动方向由此产生等效的，逆时针由此产生等效的，逆时针方向的方向的分子电流分子电流。三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化等效电等效电流方向流方向B0pmmeLpmmL.M电子轨道进动方向轨道作顺时针方向轨道作顺时针方向进动进动。若从上往下看，电子若从上往下看，电子由此产生等效的，逆时针由此产生等效的，逆时针方向的方向的分子电流分子电流。分子电流产生的
10、附加分子电流产生的附加磁矩方向和外磁场方向相反。磁矩方向和外磁场方向相反。三、抗磁质的磁化三、抗磁质的磁化 分子电流所产生的附加磁矩方向和外磁分子电流所产生的附加磁矩方向和外磁场方向相反，附加磁矩产生的附加磁场和外场方向相反，附加磁矩产生的附加磁场和外磁场相反。磁场相反。分子电流所产生的附加磁矩方向和外磁分子电流所产生的附加磁矩方向和外磁场方向相反，附加磁矩产生的附加磁场和外场方向相反，附加磁矩产生的附加磁场和外磁场相反。所以抗磁质磁化结果使介质内部磁场相反。所以抗磁质磁化结果使介质内部的磁场削弱。即：的磁场削弱。即：R),N,IL(R),N,I已知已知,内充满内充满 r r匀匀磁介质磁介质,
11、管内任一点管内任一点(A)B=(A)B=0 0 r rNINI(B)B=(B)B=r rNINI/L/L(C)H=(C)H=0 0NI/LNI/L(D)(D)H=H=NI/LNI/L解解:高斯定理高斯定理解题思路解题思路环路定理环路定理例：例：例：例：长直圆柱形直导线，外面包一层相对磁导率为长直圆柱形直导线，外面包一层相对磁导率为 的圆筒形的圆筒形磁介质导线的半径为磁介质导线的半径为 ，当导线内通有电流，当导线内通有电流I时，求介质内外时，求介质内外磁场强度和磁感应强度分布，以及与导体相邻的介质表面的束磁场强度和磁感应强度分布，以及与导体相邻的介质表面的束缚电流。（假定是顺磁质）缚电流。（假定
12、是顺磁质）rrR2R1解解:(1)由安培环路定理由安培环路定理r(2)与与I反向反向与与I同向同向 11-3 铁磁质铁磁质铁磁质铁磁质铁、钴、镍、镝等物质铁、钴、镍、镝等物质 11-3 铁磁质铁磁质0510 1520磁强计磁强计A测量测量H测量测量B 的探头的探头（霍尔元件）（霍尔元件）电阻电阻换换向向开开关关电流表电流表螺绕环螺绕环铁环铁环狭缝狭缝铁磁质铁磁质铁、钴、镍、镝等物质铁、钴、镍、镝等物质 11-3 铁磁质铁磁质测量磁滞回线的实验装置测量磁滞回线的实验装置 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计NR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可
13、以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H 铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计.NR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H BHo铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计.aNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.BHbo铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计.aNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B
14、 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.BHboc.铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计.aNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.BHbo初始磁化曲线初始磁化曲线c.sB铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计NR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.BHsBabco饱和磁感应强度饱和磁感应强度sBsBsH铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520
15、磁强计磁强计磁强计磁强计sNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.rBB.BHabcdo铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计sNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.rBB.BHabcdo剩余磁感应强度剩余磁感应强度Br铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计sNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.cHrB
16、B.BHabcdeo铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计sNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.cHrBB.BHcHabcdeo矫顽力矫顽力铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计NR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.cHrBsB.BHcHabcdefo矫顽力矫顽力剩余磁感应强度剩余磁感应强度饱和磁感应强度饱和磁感应强度sBrBsB铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 1
17、0 1520磁强计磁强计磁强计磁强计csrHBNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.cHrBB.BHcHabcdefgo矫顽力矫顽力剩余磁感应强度剩余磁感应强度饱和磁感应强度饱和磁感应强度sBrB铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计NR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H cH矫顽力矫顽力剩余磁感应强度剩余磁感应强度饱和磁感应强度饱和磁感应强度sBrB磁磁 滞滞 回回 线线A05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁
18、强计csrHB.cHrBB.BHabcdefgocsrHBNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.cHrBB.BH磁磁 滞滞 回回 线线cHabcdefgo矫顽力矫顽力剩余磁感应强度剩余磁感应强度饱和磁感应强度饱和磁感应强度磁滞现象：磁滞现象：H 滞后于滞后于 B 的变化的变化sBrBA05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计csrHBNR=2HI 从磁强计中可以从磁强计中可以测得测得B 根据电流的测量根据电流的测量再由式再由式可得到可得到H.cHrBB.BH磁磁 滞滞 回回 线线cHabcdefgo矫顽力矫顽力剩余磁感
19、应强度剩余磁感应强度饱和磁感应强度饱和磁感应强度磁滞现象：磁滞现象：H 滞后于滞后于 B 的变化的变化sBrBA05 10 1520磁强计磁强计磁强计磁强计 铁磁性的起因铁磁性的起因磁畴的大小、形状不一，大致说来，每个磁畴约含磁畴的大小、形状不一，大致说来，每个磁畴约含 个原子。每个磁畴都有一定的磁矩，由个原子。每个磁畴都有一定的磁矩，由电子自电子自旋磁矩自发取向一致产生，与电子的轨道运动无关。旋磁矩自发取向一致产生，与电子的轨道运动无关。铁磁质内存在许多自发磁化的小区域，称为铁磁质内存在许多自发磁化的小区域，称为磁畴磁畴。居里点居里点 实验发现，当温度升高到一定程度时，实验发现，当温度升高到
20、一定程度时，铁磁物质转化为顺磁质，并把开始转化的这一温铁磁物质转化为顺磁质，并把开始转化的这一温度称为居里点。例如，铁的居里点是度称为居里点。例如，铁的居里点是1043K。2.高高 值值 有很大的磁导率。放入线圈中时可以有很大的磁导率。放入线圈中时可以 使磁场增强使磁场增强3.磁滞磁滞 有剩磁、磁饱和及磁滞现象。有剩磁、磁饱和及磁滞现象。铁磁质的特性铁磁质的特性倍。倍。1010241.非线性非线性 B 和和H 不是线性关系。不是线性关系。磁导率磁导率 不是一个常量，它的值不仅决定于原线圈中不是一个常量，它的值不仅决定于原线圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。的电流，还决定于铁磁质样品磁化
21、的历史。不成立不成立BH磁性材料磁性材料特点：磁导率大，矫顽力小，特点：磁导率大，矫顽力小，磁滞回线窄。磁滞回线窄。特点：剩余磁感应强度大，接近特点：剩余磁感应强度大，接近 饱和磁感应强度，矫顽力饱和磁感应强度，矫顽力 小，磁滞回线接近于矩形。小，磁滞回线接近于矩形。软软磁磁材材料料硬硬磁磁材材料料矩矩磁磁材材料料特点：剩余磁感应强度大，矫特点：剩余磁感应强度大，矫 顽力大，磁滞回线宽。顽力大，磁滞回线宽。应用：硅钢片，作变压器的铁应用：硅钢片，作变压器的铁 芯。铁氧体（非金属）芯。铁氧体（非金属）作高频线圈的磁芯材料。作高频线圈的磁芯材料。应用：作永久磁铁，永磁喇叭应用：作永久磁铁，永磁喇叭
22、应用：作计算机中的记忆元件。应用：作计算机中的记忆元件。课外读物：课外读物：磁悬浮磁悬浮磁悬浮的原理磁悬浮的原理常见的磁悬浮类型常见的磁悬浮类型技术难点技术难点发展方向发展方向中国的磁悬浮列车中国的磁悬浮列车参考网站参考网站http:/ （相对介电常数）相对介电常数）间关系间关系：间关系间关系 相对磁导率相对磁导率磁导率磁导率介电常数介电常数均匀磁化球的均匀磁化球的B线和线和H线线B线线H线线深入研究：深入研究：B线与线与H线线电磁现象、涡旋电场预习要点电磁现象、涡旋电场预习要点A)领会楞次定律及其物理实质领会楞次定律及其物理实质,学会用学会用楞次定律判断楞次定律判断 感感的方法。的方法。B)
23、什么是法拉第电磁感应定律什么是法拉第电磁感应定律?数学表达式如何数学表达式如何?C)麦克斯韦关于涡旋电场麦克斯韦关于涡旋电场(或称感应电场或称感应电场)的假设的假设是什么是什么?涡旋电场有哪些特点涡旋电场有哪些特点?D)什么叫动生电动势什么叫动生电动势?什么叫感生电动势什么叫感生电动势?E)感生电动势产生的原因是什么感生电动势产生的原因是什么?F)动生电动势产生的原因是什么动生电动势产生的原因是什么?数学表达式如何数学表达式如何?补充补充：长直螺旋管内充满均匀：长直螺旋管内充满均匀磁介质磁介质()，设励磁电流，设励磁电流 ，单，单位长度上的匝数为位长度上的匝数为 。求管内的。求管内的磁感应强度和磁介质表面的面束磁感应强度和磁介质表面的面束缚电流密度。缚电流密度。解解：因管外磁场为零，取如图因管外磁场为零，取如图所示安培回路所示安培回路顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质束缚电流与传导电流反向束缚电流与传导电流反向