《磁介質(zhì)磁化強(qiáng)度》PPT課件

《《磁介質(zhì)磁化強(qiáng)度》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、大學(xué)物理學(xué)電子教案長(zhǎng)江大學(xué)教學(xué)課件磁介質(zhì)7-9-1磁介質(zhì)、磁化強(qiáng)度7-9-2磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)強(qiáng)度7-9-3鐵磁質(zhì)討論磁場(chǎng)和磁介質(zhì)的相互作用：磁介質(zhì)的三種類型：順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)、鐵磁質(zhì)磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度及其規(guī)律鐵磁質(zhì)的特性磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)運(yùn)動(dòng)電荷磁鐵電流電流運(yùn)動(dòng)電荷磁鐵磁場(chǎng)7-9-1磁介質(zhì)磁化強(qiáng)度一、磁介質(zhì)1、什么是磁介質(zhì)能夠磁化的物質(zhì)稱作磁介質(zhì)。2、磁介質(zhì)的磁化B'的方向，隨磁介質(zhì)的不同而不同。介質(zhì)磁化后的附加磁感強(qiáng)度真空中的磁感強(qiáng)度磁介質(zhì)中的總磁感強(qiáng)度3、磁介質(zhì)的分類標(biāo)準(zhǔn)——B'與B0方向順磁質(zhì)B'與B0

2、同向，B>B0，如氧、鋁、鎢、鉑、鉻等抗磁質(zhì)B'與B0反向，BB0，B>>B0，如鐵、鈷、鎳等。順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)又稱為弱磁質(zhì)。在物質(zhì)的分子中電子繞原子核作軌道運(yùn)動(dòng)——軌道磁矩；電子有自旋——自旋磁矩。分子內(nèi)所有電子的全部磁矩的矢量和，稱為分子的固有磁矩——分子磁矩。分子磁矩可以用一個(gè)等效的圓電流來(lái)表示。二、磁介質(zhì)的磁化1、分子電流和分子磁矩2、順磁質(zhì)磁化機(jī)理——來(lái)自分子的固有磁矩?zé)o外磁場(chǎng)：分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)分子磁矩取向混亂物質(zhì)并不顯磁性——未磁化狀態(tài)加外磁場(chǎng)：分子固有磁矩

3、受外磁場(chǎng)的作用分子磁矩沿外磁場(chǎng)方向排列產(chǎn)生附加的磁場(chǎng)無(wú)外磁場(chǎng)順磁質(zhì)的磁化分子圓電流和磁矩有外磁場(chǎng)3、抗磁質(zhì)磁化機(jī)理——附加軌道磁距無(wú)外磁場(chǎng)：分子中每個(gè)的軌道磁矩和自旋磁矩的矢量和不為零，但分子的固有磁矩等于零，所以不顯磁性。加外磁場(chǎng)：分子中電子的軌道運(yùn)動(dòng)將受到影響——引起與外磁場(chǎng)的方向相反的附加的軌道磁矩——磁感應(yīng)強(qiáng)度比外磁場(chǎng)強(qiáng)度要略小一點(diǎn)。?同向時(shí)反向時(shí)無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)抗磁質(zhì)分子磁矩為零抗磁質(zhì)內(nèi)磁場(chǎng)抗磁質(zhì)的磁化三、磁化強(qiáng)度1、引入：用單位體積內(nèi)的分子磁矩的矢量和來(lái)描述磁介質(zhì)磁化的程度。2、定義：磁介質(zhì)中單位體積內(nèi)的合磁矩的矢量和，稱為

4、磁化強(qiáng)度。3、單位：安培/米(A/m-1)4、說(shuō)明：磁化強(qiáng)度是描述磁介質(zhì)的宏觀量與介質(zhì)特性、溫度與統(tǒng)計(jì)規(guī)律有關(guān)則磁介質(zhì)產(chǎn)生附加磁場(chǎng)磁介質(zhì)存在時(shí)，磁感應(yīng)線仍是一系列無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線(含磁介質(zhì)的磁高斯定理)對(duì)于任意閉合曲面S四、有磁介質(zhì)時(shí)的磁高斯定理7-9-2磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)強(qiáng)度一、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定律1、問(wèn)題：長(zhǎng)直螺線管管中充滿磁化強(qiáng)度為M的各向同性的均勻磁介質(zhì)線圈中的電流為I計(jì)算螺線管內(nèi)磁介質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。取閉合回路ABCDA分布電流傳導(dǎo)電流2、分布電流（磁化電流）r圓電流①——沒(méi)有貢獻(xiàn)，在閉合路徑之外圓電流②——

5、有貢獻(xiàn)圓電流③——無(wú)貢獻(xiàn)，流出流入代數(shù)和為0只有分子圓電流中心距直線AB的距離小于r的分子圓電流才對(duì)IS有貢獻(xiàn)。++++++++++++DCAB3、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定律磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理：磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任何閉合回路的線積分，等于通過(guò)該回路所包圍的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。磁場(chǎng)強(qiáng)度4、說(shuō)明磁場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)輔助物理量。磁場(chǎng)強(qiáng)度單位：A·m-1磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流只與穿過(guò)閉合回路的傳導(dǎo)電流有關(guān)，而與磁化電流無(wú)關(guān)。電介質(zhì)中的高斯定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理二、磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系1、定義式2、磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)規(guī)律磁化率相對(duì)磁導(dǎo)率絕對(duì)磁

6、導(dǎo)率順磁質(zhì)：кm>0，μr>1，M與B同向抗磁質(zhì)：кm<0，μr<1，M與B反向3、引進(jìn)磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理意義在磁介質(zhì)中，磁場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)流為在磁介質(zhì)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的環(huán)流為畢一薩定律三、安培環(huán)路定律的應(yīng)用計(jì)算有磁介質(zhì)存在時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B求出磁場(chǎng)強(qiáng)度H后由B=μH求磁感應(yīng)強(qiáng)度B。例1、長(zhǎng)直螺旋管內(nèi)充滿均勻磁介質(zhì)(μr)，設(shè)勵(lì)磁電流I0，單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)為n。求管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：因管外磁場(chǎng)為零，取如圖所示安培回路I例2有兩個(gè)半徑分別為和的“無(wú)限長(zhǎng)”同軸圓筒形導(dǎo)體，在它們之間充以相對(duì)磁導(dǎo)率為的磁介質(zhì).當(dāng)兩圓筒通有相反方向的電流時(shí)，試求（1）

7、磁介質(zhì)中任意點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;（2）圓柱體外面一點(diǎn)Q的磁感強(qiáng)度.解對(duì)稱性分析I同理可求II7-9-3鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)的特性：1．在外磁場(chǎng)作用下能產(chǎn)生很強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；2．當(dāng)外磁場(chǎng)停止作用時(shí)，仍能保持其磁化狀態(tài)；3．B與H之間不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系；4．鐵磁質(zhì)都有一臨界溫度。在此溫度之上，鐵磁性完全消失而成為順磁質(zhì)——居里溫度或居里點(diǎn)。鐵——10430C鎳——6300C鈷——13900C鐵磁質(zhì)的起因可以用“磁疇”理論來(lái)解釋。一、磁疇概念：鐵磁質(zhì)內(nèi)的電子之間因自旋引起的相互作用非常強(qiáng)烈，在鐵磁質(zhì)內(nèi)部形成了一些微小自發(fā)磁化區(qū)域，叫做磁疇。

8、每一個(gè)磁疇中，各個(gè)電子的自旋磁矩排列得很整齊。磁疇大小約為1017－1021個(gè)原子/10-18米3。磁疇的顯示：磁疇的變化可用金相顯微鏡觀測(cè)在無(wú)外磁場(chǎng)的作用下磁疇取向平均抵消，能量最低，不顯磁性。二、磁化曲線裝置：環(huán)形螺繞環(huán)高斯計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量B。原理: