工程電磁場(chǎng)原理教學(xué)課件.ppt

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1、作業(yè)：3-9，3-123.4.5B線(1)定義描繪磁場(chǎng)分布的一類線：線上任意一點(diǎn)的切線方向，與該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致；線的疏密，表示大小3.4.5B線(2)B線滿足的微分方程直角坐標(biāo)系??3.4.5B線(2)B線滿足的微分方程圓柱坐標(biāo)系?平行平面場(chǎng)???(2)B線滿足的微分方程軸對(duì)稱場(chǎng)(2)B線滿足的微分方程3.4.5B線例3-16無限長直載流導(dǎo)線的線分布???3.5媒質(zhì)中的磁場(chǎng)(1)原子核的自旋(2)電子的自旋(3)電子繞原子核的環(huán)行3.5.1媒質(zhì)的磁化(1)磁化實(shí)驗(yàn)表明，同一載流回路在真空與在其他媒質(zhì)中激發(fā)的磁場(chǎng)是不同的?磁性媒質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下發(fā)生磁化?微觀電流等效為安培電

2、流磁偶極子束??(1)磁化3.5.1媒質(zhì)的磁化用磁偶極子來描述這種微觀電流。定義磁偶極子的磁偶極矩為(1)磁化a)無外磁場(chǎng)作用安培電流的方向是隨機(jī)的，磁偶極矩互相抵消，宏觀作用效果是對(duì)外不顯現(xiàn)磁性3.5媒質(zhì)中的磁場(chǎng)(1)磁化b)存在外磁場(chǎng)安培電流作為一個(gè)磁偶極子，要受到力矩(1)磁化b)存在外磁場(chǎng)的作用，形成一個(gè)與原磁場(chǎng)同向或反向的磁化磁場(chǎng)，此即為物質(zhì)的磁化狀態(tài)為刻劃磁化的強(qiáng)弱，引入磁化強(qiáng)度矢量(MagnetizationVector)(1)磁化b)存在外磁場(chǎng)按物質(zhì)磁化的不同性質(zhì)，可將物質(zhì)分為a)抗磁性物質(zhì)Cu,Zn,Ag,Hg,Sb,Bi等(2)磁性媒質(zhì)的分類3.5.1媒質(zhì)的磁

3、化外磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的磁矩方向總是與外磁場(chǎng)相反—削弱外磁場(chǎng)b)順磁性物質(zhì)Al,Sn,Mg,W,Pt等(2)磁性媒質(zhì)的分類外磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的磁矩方向總是與外磁場(chǎng)相同，增強(qiáng)外磁場(chǎng)c)鐵磁性物質(zhì)磁滯現(xiàn)象Fe,Ni,Co和它們的某些合金大量應(yīng)用于工頻電磁設(shè)備中(2)磁性媒質(zhì)的分類外磁場(chǎng)作用下，磁化作用大大加強(qiáng)外磁場(chǎng)(2)磁化電流密度與磁化強(qiáng)度的關(guān)系出發(fā)點(diǎn)：磁偶極子產(chǎn)生的矢量磁位的計(jì)算式元體積包含的磁偶極子產(chǎn)生的矢量磁位(2)磁化電流密度與磁化強(qiáng)度的關(guān)系對(duì)照體電流、面電流產(chǎn)生的矢量磁位的計(jì)算式可知??en的方向?yàn)榻唤缑娴耐夥ň€方向。?由S.T.可知?均勻磁化時(shí)，為一常矢量不均勻磁化時(shí)(2)磁

4、化電流密度與磁化強(qiáng)度的關(guān)系磁化媒質(zhì)中，磁化強(qiáng)度沿任意閉合回路的線積分等于該閉合回路中包圍的磁化電流---與磁場(chǎng)強(qiáng)度類似3.5.2磁場(chǎng)強(qiáng)度?一般形式的安培環(huán)路定律A.C.L.對(duì)含有磁化媒質(zhì)中的磁場(chǎng)，是外施激磁場(chǎng)和磁化場(chǎng)的合成。故可看成在真空中的激磁電流I和磁化電流Im共同作用產(chǎn)生的磁場(chǎng)。任取一閉合回路l，應(yīng)用安培環(huán)路定律?3.5.2磁場(chǎng)強(qiáng)度?一般形式的A.C.L.定義為磁場(chǎng)強(qiáng)度?一般形式的安培環(huán)路定律3.5.2磁場(chǎng)強(qiáng)度?一般形式的A.C.L.磁場(chǎng)強(qiáng)度的閉合線積分，與磁化電流（磁化媒質(zhì)的分布）無關(guān)，只與回路交鏈的自由電流有關(guān)。磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布，與磁化媒質(zhì)的分布有關(guān)對(duì)于具有對(duì)稱性的場(chǎng)的分

5、析計(jì)算，應(yīng)用一般形式的安培環(huán)路定律，將變得非常簡便。3.5.3媒質(zhì)的磁導(dǎo)率?對(duì)于大多數(shù)的磁性媒質(zhì)?Magneticsusceptibilitypermeability?Relativepermeability3.5.4不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件(1)兩種不同磁媒質(zhì)分界面上的B.C.B1n=B2n?靜電場(chǎng)恒定磁場(chǎng)3.5.4不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件(1)兩種不同磁媒質(zhì)分界面上的B.C.?電流片電流密度的參考方向與回路的環(huán)行方向成右螺旋關(guān)系。實(shí)際電流方向與參考方向一致，取正，反之，取負(fù)3.5.4不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件(1)兩種不同磁媒質(zhì)分界面上的B.C.當(dāng)分界面上沒有宏觀自由電流

6、分布，，此時(shí)?B線的折射定律3.人為假設(shè)——如分析電機(jī)氣隙磁場(chǎng)時(shí)，常將電樞繞組電流理想化為一置于氣隙周界上無限薄層的面電流分布形態(tài)；1.理論上，在理想導(dǎo)體(???)，超導(dǎo)體表面才可能有2.工程上，電流趨膚效應(yīng)十分顯著的導(dǎo)體表面，基于工程觀點(diǎn)，可看作形態(tài)的分布；3.5.4不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件(1)兩種不同磁媒質(zhì)分界面上的B.C.(2)鐵磁媒質(zhì)(?1)與空氣(?2??0)分界面上的B.C.?1>>?2類比于恒定電流的電場(chǎng)?在緊接鐵磁媒質(zhì)與空氣分界面的空氣側(cè)，B、H線均近似于垂直于分界面當(dāng)以矢量磁位或標(biāo)量磁位?m為計(jì)算場(chǎng)量，則對(duì)應(yīng)于以上兩種B.C.的表達(dá)式為平行平面場(chǎng)(2D)(3

7、)邊界條件的位函數(shù)表示a)一般條件當(dāng)以矢量磁位或標(biāo)量磁位?m為計(jì)算場(chǎng)量，則對(duì)應(yīng)于以上兩種B.C.的表達(dá)式為(3)邊界條件的位函數(shù)表示a)一般條件b)鐵磁媒質(zhì)(?1)與空氣(?2??0)分界面上的B.C.(3)邊界條件的位函數(shù)表示3.5.5場(chǎng)分布例3-17無限長直圓形載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)3.5.5場(chǎng)分布分析平行平面磁場(chǎng)軸對(duì)稱1.安培環(huán)路定律的應(yīng)用計(jì)算取與圓柱導(dǎo)線同心圓作積分路徑在該積分路徑上的任意一點(diǎn)：磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向與積分方向一致積分方向?yàn)槟鏁r(shí)針在該路徑上所有點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小都相同?矢量