7-9 磁场中的介质.ppt

7-9 磁场中的介质
磁介质
I0
I0
r —相对磁导率
保持传导电流 I0 不变,在长直密绕螺线管内
充满均匀各向同性磁介质后,管内磁场变为:
磁化:在磁场作用下,物质产生磁性或磁性
发生变化的现象。
磁介质
介质磁化后的
附加磁感强度
真空中的磁感强度
磁介质中的
总磁感强度
磁介质
-
-
-
+
+
+
(与B0同向或反向)
磁化电流I’
极化电荷q’
电极化
磁化
根据的大小和方向,磁介质分为三种:
1 顺磁质
2 抗磁质
3 铁磁质
如铜等
如铝等
如铁,钴,镍及其合金等
磁介质
铁磁质可显著影响(增强)磁场分布!
磁介质种类
r
顺磁质
r 略> 1
液O2
1 + 10-5
Pt
1 + 2610-5
Al
1 + 10-5
抗磁质
r 略< 1
Cu
1  10-5
Ag
1  10-5
H2气
1  10-5
铁磁质
r >> 1
纯Fe
5103(最大值)
硅钢
7102(最大值)
坡莫合金
(NiFe合金)
1105(最大值)
磁介质
磁介质磁化的机理-分子电流观点
I
在一个原子或分子中,电子既作轨道运动,又作自旋运动,可用一个等效的环电流来表征,称为“分子电流”,相应的磁矩称为“分子磁矩”。
(2)抗磁质分子:分子没有固有的磁矩:
在没有外磁场时:宏观上不显示磁性
(1)顺磁质分子:分子有固有的磁矩:
但由于各分子磁矩取向杂乱无章,所以:
在没有外磁场时:宏观上不显示磁性
顺磁质的磁化
在外磁场的作用下,各磁分子的固有磁矩受到磁力矩的作用,都力图转到外磁场的方向。
分子具有固有磁矩
分子圆电流和磁矩:
无外磁场
顺磁质的磁化
有外磁场
顺磁质内磁场
——固有磁矩趋向外磁场方向
表面出现束缚(磁化)电流加强磁场
顺磁质的磁化
管内是均匀磁介质
.
.
.
.
.
.
+
+
+
+
+
+
l
传导电流
磁化面电流
磁化面电流密度(单位长度上的电流)
磁化电流源于分子电流的有序排列,是一种等效的宏观电流分布,在激发磁场、受磁场作用方面和传导电流完全等效。与传导电流不同之处是:不产生焦耳热,不伴随电荷的宏观位移。
分子固有磁矩为零
抗磁质的磁化
在抗磁性物质中,每个分子在整体上无固有磁矩,这是因为其中各个电子原有的磁矩方向不同,相互抵消了。
在加入了外场后,每个电子的感生磁矩却都与外场的方向相反,整个分子内将产生与外磁场相反的感生磁矩。这便是抗磁效应的起源。