第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
1/14
1 磁介质 (Magnetic medium )
0 B B B
一 磁介质 磁化强度
(Magnetic medium & Magnetization)
磁介质中的总磁感强度
Total magnetic
induction intensity
in magnetic medium
真空中的磁感强度
Magnetic induction
intensity in vacuum
介质磁化后的附加磁感强度
Additional magnetic
induction intensity
in magnetic medium
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
2/14
磁介质 (Magnetic medium )
顺磁质
Paramanetic
抗 磁质
Diamagntic
铁 磁质
Ferrimagnetic
0BB
0BB
0BB
铁、钴、镍等
Fe,Co,Ni
铝、氧、锰等
Al,O2,Mn
铜、铋、氢等
Cu,Bi,H2
弱磁质
Weak
magnetic
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
3/14
分子圆电流和磁矩
Molecular circular current
Magnetic moment
无外磁场顺磁质的磁化
2,顺磁质和抗磁质的磁化 (Magnetization)
m?
I
0im
0B
有外磁场
sI
0B B B
顺 磁质内磁场第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
4/14
q
v?
0,B
反 向 时
0B
无外磁场时抗磁质 分子磁矩为零 0?m?
0B B B
抗磁质内磁场
F?
'm?
'm
q v?
0B
0,B
同 向 时抗磁质的磁化
F?
'm?
'm
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
5/14
3,磁化强度 (Magnetization intensity)
m
M
V
单位 (Unit),
安 /米 (A/m)
意义 磁介质中单位体积内分子的合磁矩,
分子磁矩的矢量和 Vector sum of
molecular magnetic
moment
体积元
Volume
differentive
element
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
6/14
C
'II
r
r
A DL
B C
iBCl IlBlB 0dd?
2s πI n r L I n mL
nmVmM
2πm I r分子磁矩
MLI?s
二 磁介质中的安培环路定理
(Ampère circuital theorem in magnetic medium)
传导电流Conductive
current
分布电流Distributivec
urrent
0s( )N I I
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
7/14
)(d 0 sl INIlB
0d ( d )llB l N I M l
l lMI ds
0
( ) d
l
B M l N I I
s dBCI M L M l
磁场强度
Magnetic field intensity MBH
0?
磁介质 中的 安培环路 定理 d
l H l I
I
A DL
B C
MLI?s
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
8/14
HBMBH
00
,( )MH 磁 化 率各向同性 磁介质
HB )1(0
1r
相对 磁导率
r0
介质磁导率
各向同性 磁介质
HHB r0
磁介质中的安培环路定理 d
l H l I
r
1
1
1
,顺 磁 质
,抗 磁 质
,铁 磁 质 ( 非 常 数 )
MBH?
0?
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
9/14
例 两个半径分别为 R和 r“无限长”同轴圆筒形导体,在它们之间充以相对磁导率为 μr 磁介质,当两圆筒通有相反方向电流 I时,试 求 (1)磁介质中任意点 P 的磁感应强度大小 ;(2)圆柱体外面一点 Q磁感强度,
解 对称性分析
(1 ),r d R IlH
l
d 2 π dH I?
d
IH
π2? d
IHB
π2
r0
I
r?
r
d
I
R( 2 ),dR? d0l H l I I
2 π 0,0,d H H 0 HB?
同理,0d r B H
d
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
10/14
H
max?
O
1,磁畴 (Magnetic domain)
无外磁场
B?
有外磁场
2,磁化曲线磁滞回线 (Magnetization curve Hysteresis cycle)
B
maxB
曲线HB?
M
N P
HO
曲线H
三 铁磁质 (Ferromagnetics medium)
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
11/14
矫顽力 (Coercivity):Hc
由于磁滞,当磁场强度减小到零 (即 H=0)时,磁感强度 B≠0,而是仍有一定的数值 Br,Br叫做剩余磁感强度 (剩磁 (Remanence))
当外磁场由 ＋ Hm逐渐减小时,磁感强度 B并不沿起始曲线 OP减小,而是沿 PQ比较缓慢的减小,这种 B的变化落后于 H的变化的现象,
叫做 磁滞现象,简称 磁滞,
mB
mH?
P
rB
cH
mH?
'P mB?
H
B
O
磁滞回线
Q
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
12/14
4 铁磁性材料 (Ferrimagnetism materials)
H
B
O
软 磁材料
H
B
O
硬 磁材料
H
B
O
矩 磁铁氧体材料实验表明,不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大,
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
13/14
5 磁屏蔽 (Magnetic shielding)
把磁导率不同的两种磁介质放到磁场中，在它们的交界面上磁场要发生突变，引起了磁感应线的折射,
磁屏蔽示意图第七章 恒定磁场物理学第五版
14/14
本章目录
7-0 教学基本要求
7-1 恒定电流
7-2 电源 电动势
7-3 磁场 磁感强度
7-4 毕奥 -萨伐尔定律
7-5 磁通量 磁场的高斯定理选择进入下一节：
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
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1 磁介质 (Magnetic medium )
0 B B B
一 磁介质 磁化强度
(Magnetic medium & Magnetization)
磁介质中的总磁感强度
Total magnetic
induction intensity
in magnetic medium
真空中的磁感强度
Magnetic induction
intensity in vacuum
介质磁化后的附加磁感强度
Additional magnetic
induction intensity
in magnetic medium
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
2/14
磁介质 (Magnetic medium )
顺磁质
Paramanetic
抗 磁质
Diamagntic
铁 磁质
Ferrimagnetic
0BB
0BB
0BB
铁、钴、镍等
Fe,Co,Ni
铝、氧、锰等
Al,O2,Mn
铜、铋、氢等
Cu,Bi,H2
弱磁质
Weak
magnetic
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
3/14
分子圆电流和磁矩
Molecular circular current
Magnetic moment
无外磁场顺磁质的磁化
2,顺磁质和抗磁质的磁化 (Magnetization)
m?
I
0im
0B
有外磁场
sI
0B B B
顺 磁质内磁场第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
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q
v?
0,B
反 向 时
0B
无外磁场时抗磁质 分子磁矩为零 0?m?
0B B B
抗磁质内磁场
F?
'm?
'm
q v?
0B
0,B
同 向 时抗磁质的磁化
F?
'm?
'm
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
5/14
3,磁化强度 (Magnetization intensity)
m
M
V
单位 (Unit),
安 /米 (A/m)
意义 磁介质中单位体积内分子的合磁矩,
分子磁矩的矢量和 Vector sum of
molecular magnetic
moment
体积元
Volume
differentive
element
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
6/14
C
'II
r
r
A DL
B C
iBCl IlBlB 0dd?
2s πI n r L I n mL
nmVmM
2πm I r分子磁矩
MLI?s
二 磁介质中的安培环路定理
(Ampère circuital theorem in magnetic medium)
传导电流Conductive
current
分布电流Distributivec
urrent
0s( )N I I
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
7/14
)(d 0 sl INIlB
0d ( d )llB l N I M l
l lMI ds
0
( ) d
l
B M l N I I
s dBCI M L M l
磁场强度
Magnetic field intensity MBH
0?
磁介质 中的 安培环路 定理 d
l H l I
I
A DL
B C
MLI?s
第七章 恒定磁场
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8/14
HBMBH
00
,( )MH 磁 化 率各向同性 磁介质
HB )1(0
1r
相对 磁导率
r0
介质磁导率
各向同性 磁介质
HHB r0
磁介质中的安培环路定理 d
l H l I
r
1
1
1
,顺 磁 质
,抗 磁 质
,铁 磁 质 ( 非 常 数 )
MBH?
0?
第七章 恒定磁场
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例 两个半径分别为 R和 r“无限长”同轴圆筒形导体,在它们之间充以相对磁导率为 μr 磁介质,当两圆筒通有相反方向电流 I时,试 求 (1)磁介质中任意点 P 的磁感应强度大小 ;(2)圆柱体外面一点 Q磁感强度,
解 对称性分析
(1 ),r d R IlH
l
d 2 π dH I?
d
IH
π2? d
IHB
π2
r0
I
r?
r
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I
R( 2 ),dR? d0l H l I I
2 π 0,0,d H H 0 HB?
同理,0d r B H
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10/14
H
max?
O
1,磁畴 (Magnetic domain)
无外磁场
B?
有外磁场
2,磁化曲线磁滞回线 (Magnetization curve Hysteresis cycle)
B
maxB
曲线HB?
M
N P
HO
曲线H
三 铁磁质 (Ferromagnetics medium)
第七章 恒定磁场
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11/14
矫顽力 (Coercivity):Hc
由于磁滞,当磁场强度减小到零 (即 H=0)时,磁感强度 B≠0,而是仍有一定的数值 Br,Br叫做剩余磁感强度 (剩磁 (Remanence))
当外磁场由 ＋ Hm逐渐减小时,磁感强度 B并不沿起始曲线 OP减小,而是沿 PQ比较缓慢的减小,这种 B的变化落后于 H的变化的现象,
叫做 磁滞现象,简称 磁滞,
mB
mH?
P
rB
cH
mH?
'P mB?
H
B
O
磁滞回线
Q
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
12/14
4 铁磁性材料 (Ferrimagnetism materials)
H
B
O
软 磁材料
H
B
O
硬 磁材料
H
B
O
矩 磁铁氧体材料实验表明,不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大,
第七章 恒定磁场
7-9 磁场中的介质物理学 第五版
13/14
5 磁屏蔽 (Magnetic shielding)
把磁导率不同的两种磁介质放到磁场中，在它们的交界面上磁场要发生突变，引起了磁感应线的折射,
磁屏蔽示意图第七章 恒定磁场物理学第五版
14/14
本章目录
7-0 教学基本要求
7-1 恒定电流
7-2 电源 电动势
7-3 磁场 磁感强度
7-4 毕奥 -萨伐尔定律
7-5 磁通量 磁场的高斯定理选择进入下一节：
