第十一章磁场中的磁介质引言
（ 1）讨论磁介质中磁场的特性和规律，并从物质结构的观点给予解释。
（ 2）研究磁介质时，对照电介质是有益的外电场 电介质极化 电介质中的电场外磁场 磁介质磁化 磁介质中的磁场一 磁介质
1 磁介质的分类
（ 1）顺磁质各向同性的均匀磁介质磁介质的相对磁导率磁介质的磁导率
2 磁介质的,分子电流,理论
（ 2）抗磁质
（ 1）分子中电子绕核运动和电子本身自旋 电子具有磁矩
（ 2）一个分子内所有电子的全部磁矩的矢量和 分子磁矩
(用等效的圆电流 I 表示 ——分子电流）
（ 3）铁磁质 且 不为常量，
3 顺磁质和抗磁质的磁化
（ 1）无外磁场作用时顺磁质,分子（固有）磁矩不为零，但各个分子磁矩的矢量和为零，
对外不显磁性（图示）
抗磁质,分子磁矩为零（即分子的各个电子磁矩矢量和为零）对外也不显磁性。
（ 2）外磁场作用,磁介质将受到两种作用一是：分子磁矩受外磁场作用而转向外磁场方向，产生附加磁场，与外磁场方向相同（如图）
由此知,
顺磁质,第二种作用较第一种作用小得多，第二种作用可忽略不计，因此附加磁场 与外磁场 同方向，
则二是：分子中每个电子的轨道运动受到影响，
对每个分子产生一个附加磁矩，其方向必与外磁场方向相反。
（ 4）抗磁性的说明 — 外磁场对电子运动的影响设电子以半径,角速度 绕核运动，在外磁场 的作用下可以证明：
抗磁质,在外磁场作用下，分子磁矩的转向效应不存在，因此只考虑第二种作用，因为附加磁矩方向与外磁场方向相反，结果会产生一个与外磁场 方向相反的附加磁场,则在洛仑兹力作用下，其附加磁矩与 的方向相反反映磁介质的磁化程度：单位体积内分子磁矩的矢量和
5,磁化强度
：该体积内分子磁矩的矢量和。
二,磁介质中的安培环路定理
1、问题的引出,一无限长直螺线管通以电流,管内充满磁介质，
磁化强度为,取图示闭合回路,
由安培环路定理得
2,磁介质中的安培环路定理式中 是由分子圆电流所组成的分布电 （磁化电流）
仿前，尽量避免在定理中出现 。
闭合回路中分子圆电流对的贡献是：圆电流中心距的距离小于半径 的分子电流讨论闭合回路所包围的磁化电流设每个分子圆电流半径,电流即在以 为轴线的圆柱形体积 中的分子圆电流数 对回路有贡献
（ — 单位体积中分子圆电流数）
由磁化强度定义得则将 写成代入原定理式因为对同一闭合回路的积分，所以定理表明：磁场强度沿任何闭合回路的积分等于该回路所包围的传导电流的代数和因所以
3,各向同性的均匀磁介质中 与 的关系讨论：
（ 2） 的计算
（ 1） 的引入解：（ 1）分析磁场，
柱对称性取图示回路（以为半径的圆形回路）
例题,两个半径分别为 和的无限长同轴圆桶形导体，
在他们中间充满 的磁介质，
两圆桶通以等值反向的电流,求：（ 1）
磁介质中任一点的,（ 2）圆桶外面任一点的磁场。
I I
由定理得则取图示回路（以 为半径的圆形回路）
由定理得
I I
讨论：仿此可得
（ 2）长直螺线管内充满磁介质
（ 1）无限长载流导体外充满磁介质时三 铁磁质
1 铁磁质的磁化和特性
（ 1）磁化曲线 （初始磁化曲线）
铁磁质的磁导率很大，且随外磁场而改变图示实验曲线 曲线随着 逐渐增加随 急剧增加随 缓慢增加，
趋于饱和由此得到 曲线
（ 2）磁滞回线实验表明，当磁场强度从零增加到后开始减小；磁感强度 不沿曲线减小 —磁滞现象。
磁场强度减小到零时 ——剩磁当 时，,—
矫磁力当 时，反向磁化以后由再由,形成一个循环,形成一闭合曲线 ——磁滞回线 *讨论这两条曲线的实际意义。
（ 1）磁畴 — 自发磁化小区磁畴中各电子自旋磁矩排列整齐，具有很强磁性。无外磁场时磁畴排无序，对外不显磁性（图示）
2 铁磁质的磁畴理论
（ 2）铁磁质的磁化
ｂ．当外磁场增强，直至磁畴沿着外磁场方向排列，磁化达到饱和。
ａ．外磁场作用下，各个磁畴的磁矩趋向外磁场方向排列产生很大的附加磁场所以,很大。（图示）
ｃ．由于铁磁质中存在掺杂等原因，各磁畴间存在某种摩擦，在外磁场撤去后,磁畴不会回到原来混乱排列状态，铁磁质就有剩磁现象。
3 铁磁材料铁磁材料可以分为金属磁性材料和非金属磁性材料（铁氧体）两大族，他们具有不同的磁滞回线，下列为具有代表性的三种类型
（居里温度），磁畴瓦解
d．
（ 1）软磁材料易磁化,很大，但矫顽力小
（电磁铁）
（ 2）硬磁材料剩磁强，矫顽力大
（永磁铁 ——“永磁王”）
（ 3）矩磁材料当外磁场 时，磁化方向立即翻转
（计算机存储元件）
例题：一矩磁材料用作电子计算机存储元件，其外直径为 0.8mm，内径 0.5mm，高
0.3mm。若磁芯已被磁化（如图），现需将磁芯的磁化方向全部翻转，求长直导线中脉冲电流的峰值至少多大？（已知矫顽力 ）
磁芯中的磁感线为与磁芯共轴同心圆，由安培环路定理解：磁芯基本工作原理：
外磁场一超 过矫顽力，磁化方向就立即翻转。
即当在 处的 定值时，
磁芯的磁化方向就能翻转
（ 1）讨论磁介质中磁场的特性和规律，并从物质结构的观点给予解释。
（ 2）研究磁介质时，对照电介质是有益的外电场 电介质极化 电介质中的电场外磁场 磁介质磁化 磁介质中的磁场一 磁介质
1 磁介质的分类
（ 1）顺磁质各向同性的均匀磁介质磁介质的相对磁导率磁介质的磁导率
2 磁介质的,分子电流,理论
（ 2）抗磁质
（ 1）分子中电子绕核运动和电子本身自旋 电子具有磁矩
（ 2）一个分子内所有电子的全部磁矩的矢量和 分子磁矩
(用等效的圆电流 I 表示 ——分子电流）
（ 3）铁磁质 且 不为常量，
3 顺磁质和抗磁质的磁化
（ 1）无外磁场作用时顺磁质,分子（固有）磁矩不为零，但各个分子磁矩的矢量和为零，
对外不显磁性（图示）
抗磁质,分子磁矩为零（即分子的各个电子磁矩矢量和为零）对外也不显磁性。
（ 2）外磁场作用,磁介质将受到两种作用一是：分子磁矩受外磁场作用而转向外磁场方向，产生附加磁场，与外磁场方向相同（如图）
由此知,
顺磁质,第二种作用较第一种作用小得多，第二种作用可忽略不计，因此附加磁场 与外磁场 同方向，
则二是：分子中每个电子的轨道运动受到影响，
对每个分子产生一个附加磁矩，其方向必与外磁场方向相反。
（ 4）抗磁性的说明 — 外磁场对电子运动的影响设电子以半径,角速度 绕核运动，在外磁场 的作用下可以证明：
抗磁质,在外磁场作用下，分子磁矩的转向效应不存在，因此只考虑第二种作用，因为附加磁矩方向与外磁场方向相反，结果会产生一个与外磁场 方向相反的附加磁场,则在洛仑兹力作用下，其附加磁矩与 的方向相反反映磁介质的磁化程度：单位体积内分子磁矩的矢量和
5,磁化强度
：该体积内分子磁矩的矢量和。
二,磁介质中的安培环路定理
1、问题的引出,一无限长直螺线管通以电流,管内充满磁介质，
磁化强度为,取图示闭合回路,
由安培环路定理得
2,磁介质中的安培环路定理式中 是由分子圆电流所组成的分布电 （磁化电流）
仿前，尽量避免在定理中出现 。
闭合回路中分子圆电流对的贡献是：圆电流中心距的距离小于半径 的分子电流讨论闭合回路所包围的磁化电流设每个分子圆电流半径,电流即在以 为轴线的圆柱形体积 中的分子圆电流数 对回路有贡献
（ — 单位体积中分子圆电流数）
由磁化强度定义得则将 写成代入原定理式因为对同一闭合回路的积分，所以定理表明：磁场强度沿任何闭合回路的积分等于该回路所包围的传导电流的代数和因所以
3,各向同性的均匀磁介质中 与 的关系讨论：
（ 2） 的计算
（ 1） 的引入解：（ 1）分析磁场，
柱对称性取图示回路（以为半径的圆形回路）
例题,两个半径分别为 和的无限长同轴圆桶形导体，
在他们中间充满 的磁介质，
两圆桶通以等值反向的电流,求：（ 1）
磁介质中任一点的,（ 2）圆桶外面任一点的磁场。
I I
由定理得则取图示回路（以 为半径的圆形回路）
由定理得
I I
讨论：仿此可得
（ 2）长直螺线管内充满磁介质
（ 1）无限长载流导体外充满磁介质时三 铁磁质
1 铁磁质的磁化和特性
（ 1）磁化曲线 （初始磁化曲线）
铁磁质的磁导率很大，且随外磁场而改变图示实验曲线 曲线随着 逐渐增加随 急剧增加随 缓慢增加，
趋于饱和由此得到 曲线
（ 2）磁滞回线实验表明，当磁场强度从零增加到后开始减小；磁感强度 不沿曲线减小 —磁滞现象。
磁场强度减小到零时 ——剩磁当 时，,—
矫磁力当 时，反向磁化以后由再由,形成一个循环,形成一闭合曲线 ——磁滞回线 *讨论这两条曲线的实际意义。
（ 1）磁畴 — 自发磁化小区磁畴中各电子自旋磁矩排列整齐，具有很强磁性。无外磁场时磁畴排无序，对外不显磁性（图示）
2 铁磁质的磁畴理论
（ 2）铁磁质的磁化
ｂ．当外磁场增强，直至磁畴沿着外磁场方向排列，磁化达到饱和。
ａ．外磁场作用下，各个磁畴的磁矩趋向外磁场方向排列产生很大的附加磁场所以,很大。（图示）
ｃ．由于铁磁质中存在掺杂等原因，各磁畴间存在某种摩擦，在外磁场撤去后,磁畴不会回到原来混乱排列状态，铁磁质就有剩磁现象。
3 铁磁材料铁磁材料可以分为金属磁性材料和非金属磁性材料（铁氧体）两大族，他们具有不同的磁滞回线，下列为具有代表性的三种类型
（居里温度），磁畴瓦解
d．
（ 1）软磁材料易磁化,很大，但矫顽力小
（电磁铁）
（ 2）硬磁材料剩磁强，矫顽力大
（永磁铁 ——“永磁王”）
（ 3）矩磁材料当外磁场 时，磁化方向立即翻转
（计算机存储元件）
例题：一矩磁材料用作电子计算机存储元件，其外直径为 0.8mm，内径 0.5mm，高
0.3mm。若磁芯已被磁化（如图），现需将磁芯的磁化方向全部翻转，求长直导线中脉冲电流的峰值至少多大？（已知矫顽力 ）
磁芯中的磁感线为与磁芯共轴同心圆，由安培环路定理解：磁芯基本工作原理：
外磁场一超 过矫顽力，磁化方向就立即翻转。
即当在 处的 定值时，
磁芯的磁化方向就能翻转
