磁场中的磁介质PPT课件.pptx

任何物质皆由原子或分子构成。原子（分子）中的电子同时参与两种运动：自旋及绕核的轨道运动，对应有轨道磁矩和自旋磁矩。
二、磁介质的磁化
这就是安培提出的分子电流假设。
分子电流——分子磁矩产生的磁效应可以用一等效的圆电流的磁矩来表示。
分子磁矩——分子所有电子的轨道磁矩与自旋磁矩的矢量和，称为分子固有磁矩，简称为分子磁矩 m。分子磁矩的方向与电子运动的角速度方向相反。
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顺磁质和抗磁质的磁化可用安培分子电流假说解释，而铁磁质的磁化很复杂。
1. 顺磁质的磁化机理——顺磁性
无外场Bo时，分子的磁矩排列杂乱无章，介质内分子磁矩的矢量和 m=m=0
有外场Bo时，分子磁矩转到与外磁场方向一致，分子磁矩的矢量和 m=m≠0
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等效
对各向同性（均匀）磁介质，磁化电流I′只出现在介质表面，介质内部无磁化电流，且磁化电流I′不可引出，因此，磁化电流也称为束缚电流。
对各向同性（均匀）磁介质，从导体横截面看，导体内部分子电流两两反向，相互抵消。导体边缘分子电流同向。
⊙
对各向同性（均匀）磁介质，分子电流可等效成磁介质表面的磁化电流I′，I′产生附加磁场B'。
I′
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在无外磁场时，抗磁质中分子固有磁矩为零:m=0，物质不显磁性。
2. 抗磁质的磁化机理——抗磁性
有外场时，电子的轨道角动量会绕着磁场方向旋进,形成一个电的环流,但电子带负电,这就相当于一个与原磁场方向反向的正的环流,产生的磁矩指向磁场的相反方向.
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有磁介质时，安培环路定理是：
磁介质的总磁场
传导电流
磁化电流总和
三、磁介质中的安培环路定理
根据实验规律
无磁介质时：
由于磁化电流的计算很繁，所以我们从无磁介质时出发。
定义磁场强度：
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磁介质中的安培环路定理：
即：磁场强度沿任意闭合路径的线积分（环流），等于穿过以该回路为边界的传导电流的代数和。
H 是为消除磁化电流的影响而引入的辅助物理量。
H 的环流仅与传导电流I0 有关,与介质无关(当I 相同时，尽管介质不同，H 在同一点上却相同)。因此可以先求磁场强度 H ，再求磁感应强度B。
H的单位：安培/米(A/m)
说明：
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例1、长直单芯电缆的芯是一根半径为R1 的金属导体，它与外壁之间充满均匀磁介质,其相对磁导率为 ，外筒半径为R2 ,电流从芯流过再沿外壁流回。求(1)导线内的磁场分布;(2)磁介质中磁场分布;(3)磁介质外的磁场分布。
解:(1)导线内的磁场分布
(2)磁介质内的磁场分布
(3)磁介质外的磁场分布
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电介质中的高斯定理
磁介质中的安培环路定理
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§ 铁磁质
在工程技术上常用的磁介质是铁磁质，如电机、变压器和电表等。铁磁质有如下特点：
1．在外磁场作用下能产生很强的磁感应强度；μ>>1
2．当外磁场停止作用时，仍能保持其磁化状态；
3．B与H之间不是简单的线性关系；
4．铁磁质都有一临界温度。在此温度（居里温度）之上，铁磁性
完全消失而成为顺磁质。
Fe(1040K) Co(630K) Ni(1390K)
磁化曲线——磁介质内磁感应强度B随磁场强度H的变化关系曲线。
O
H
B
A
B
C
S
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一、铁磁介质的磁化机理——磁畴

磁畴——铁磁质中因电子自旋而引起的强烈相互作用，在铁磁质内形成磁性很强的小区域 。磁畴的体积约为 10-12 m3 。
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，在铁磁质充磁过程中伴随着发声、发热。
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