《电动力学》课程教学课件（PPT讲稿）3-2 磁介质

磁介质3-21-1

1-1 3-2 磁介质

一、磁介质的分类能够影响磁场的物质为磁介质B= B。+ B介质磁化后附真空中的磁磁介质中的总加磁感应强度感应强度磁感应强度B磁导率相对磁导率uru= lourBo1-2

1-2 一、磁介质的分类 ' B B0 B    = + 介质磁化后附 加磁感应强度 真空中的磁 感应强度 磁介质中的总 磁感应强度 能够影响磁场的物质为磁介质. 相对磁导率 r 0 B B  = 磁导率    = 0 r

u1 B>B。顺磁质（锰、铬、铂等μ,>>1 B>>B。（铁、镍、钴等）铁磁质二、抗磁质与顺磁质的磁化抗磁质内磁的磁感应强度大小B= Bo-BB= Bo +B顺磁质内磁的磁感应强度大小1-3

1-3 r 0 铁磁质    1 B B （铁、镍、钴等） 弱磁质 顺磁质 r 0   1 B B （锰、铬、铂等） r 0 抗磁质    1 B B （汞、铜、铋等） 二、抗磁质与顺磁质的磁化 B = B − B 抗磁质内磁的磁感应强度大小 0 B = B + B 顺磁质内磁的磁感应强度大小 0

无外磁场时抗磁质分子固有磁矩为零Pm=0BoBoPm2抗磁质的磁化q@0FdF④AP71m△PmPma2,B.2,B,反向时同向时B-Bo-B'抗磁质内磁场1-4

1-4 q v   B0  0 ,B 同向时  q v  0 ,B 反向时 B0  无外磁场时抗磁质分子固有磁矩为零 Pm = 0 F  ' Pm F  ' Pm ' Pm ' Pm 抗 磁 质 的 磁 化 B = B − B 抗磁质内磁场 0

分子圆电流和磁矩B= Bo + Bs顺磁质的磁化B.+GCP4有外磁场无外磁场1-5

1-5 ' B = B0 + B 无外磁场 顺 磁 质 的 磁 化 分子圆电流和磁矩 Pm I B0  有外磁场 s I

三、 磁化强度磁化强度：磁介质内某点处单顺磁质ZP,m位体积内分子磁矩的矢量和M :AVM方向与 B。方向一致磁化主要原因是抗磁质分子在抗磁质EAP,mM外磁场中所产生附加磁矩PAVM 方向与 B方向相反A/m单位（安/米)1-6

1-6 单位（安/米） A/m 磁化强度：磁介质内某点处单 位体积内分子磁矩的矢量和 三、磁化强度 Pm M V =   顺 磁 质 磁化主要原因是抗磁质分子在 外磁场中所产生附加磁矩ΔPm Pm M V  =   抗 磁 质 M 方向与 B0 方向一致 M 方向与 B0 方向相反

四、磁介质中的安培环路定理*1.磁化强度与磁化电流的关系000.0.0.0S0500010XIXXXXXXXKXXX磁化强度M= js磁化面电j,= MxnoI, = lis流密度 M.dl = jsl = IPm=ILS=jiS磁矩S1-7

1-7 四、磁介质中的安培环路定理 I s S I lj = s I 磁矩 P I S j lS m = = s S 磁化强度 M j = s d c l a b 0 s j M n =  d M l j l I S S  = =  磁化面电 流密度 *1.磁化强度与磁化电流的关系

2.磁介质中的安培环路定理I000000000000000.0.0.0d. B.dl = μo(I+I)01000810磁化电流传导电流XixXxxxXxkXXXd, B.di = o(I+d M.di)L+-(B磁场强或f,(B-M)di =Z1H=P-M度矢量μoμo在稳恒磁场中，磁场强度矢量H沿任一闭合路径的线积分(即H的环流)等于包围d, H.di -ZI在环路内各传导电流的代数和，而与磁化电流无关

1-8 0 s d ( ) L  B l I I  = +   传导电流 磁化电流 I d c l a b 磁场强 度矢量 M B H    = − 0 2.磁介质中的安培环路定理 0 d ( d ) L L   B l I M l  = +    0 ( ) d L B M l I  或  −  =  在稳恒磁场中，磁场强度矢量H沿任一 闭合路径的线积分(即H的环流)等于包围 在环路内各传导电流的代数和，而与磁 化电流无关. d L  H l I  =

五、B与H的关系M= xmHXm（磁化率）各向同性的均匀磁介质B= μoH+μoM = μo(1+ xm)HB= μou,H=μH令相对磁导率 μ,=1+m从 >1顺磁质Xm>0μ>1铁磁质（非常数）1-9

1-9 各向同性的均匀磁介质 M H =  m 0 0 0 (1 ) B H M H = + = +     m 1 令相对磁导率   r m = + r 0 1   m   顺磁质 五、B与H的关系  m （磁化率） B H H = =    0 r   m   0 1 r 抗磁质 r 1 铁磁质（非常数）

例一根“无限长”的直圆柱形铜导线外包一层相对磁导率为u,的圆筒形磁介质，导线半径为Ri，磁介质的外半径为R,，导线内有电流1通过，电流均匀分布在横截面上，如图所示，求：(1)介质内外的磁场强度分布，并画出H-r图，加以说明(r是磁场中某点到圆柱轴线的距离);(2)介质内外的磁感应强度分布，并画出B-r图，加以说明。1-10

1-10 例 一根“无限长”的直圆柱形铜导线， 外包一层相对磁导率为μr的圆筒形磁介质， 导线半径为R1，磁介质的外半径为R2，导 线内有电流I通过，电流均匀分布在横截 面上，如图所示，求： (1)介质内外的磁场强度分布，并画出H-r 图，加以说明(r是磁场中某点到圆柱轴线 的距离)； (2)介质内外的磁感应强度分布，并画出B-r图，加以 说明