《电磁学》第六章 磁介质

第六章磁介质

第六章 磁介质

主要内容 1研究磁介质的宏观现象 2.了解各种磁效应的微观机制

主要内容 1.研究磁介质的宏观现象 2.了解各种磁效应的微观机制

§61分子电流观点 1磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系 2磁介质内的磁感应强度B 3磁场强度矢量H与有磁介质时的安培环路定 理和“高斯定理

§6.1 分子电流观点 1.磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系 2.磁介质内的磁感应强度B 3.磁场强度矢量H与有磁介质时的安培环路定 理和“高斯定理

611磁介质的磁化磁化强度矢量M及其与 磁化电流的关系 有关磁介质(铁芯)磁化的理论,有两种不同的 观点一分子电流观点和磁荷观点。两种观点假设 的微观模型不同,但是最后得到的宏观规律的表 达式完全一样在这种意义下两种观点是等效的。 本节介绍分子电流观点 ·分子电流观点就是就是安培分子环流假说,即: 组成磁铁的最小单元(磁分子)就是环形电流 若这样一些分子环流定向地排列起来,在宏观上 就会显示出N、S极来

6.1.1磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与 磁化电流的关系 • 有关磁介质（铁芯）磁化的理论，有两种不同的 观点—分子电流观点和磁荷观点。两种观点假设 的微观模型不同，但是最后得到的宏观规律的表 达式完全一样在这种意义下两种观点是等效的。 本节介绍分子电流观点 • 分子电流观点就是就是安培分子环流假说，即： 组成磁铁的最小单元（磁分子）就是环形电流。 若这样一些分子环流定向地排列起来，在宏观上 就会显示出N、S极来

磁化强度矢量: 为了描述磁介质的磁化状态引入磁化强度矢量的概 念,它定义为单位体积内分子磁矩的矢量和,用M 代表磁化强度矢量 M △ 式中m;代表小体积元△V内第i个分子的磁矩,求 和遍及△V内所有分子。单位:安培/米(A/m)

磁化强度矢量: 为了描述磁介质的磁化状态引入磁化强度矢量的概 念，它定义为单位体积内分子磁矩的矢量和，用M 代表磁化强度矢量 式中mi 代表小体积元△V内第 i个分子的磁矩，求 和遍及△V内所有分子。单位：安培/米 (A/m)。 V m M i  = 

用平均分子磁矩代替每个分子的真实磁矩,于是 介质中的磁化强度为M=nm;nIa,n为单位体积内的 分子环流数。 磁介子公式: L内 它是反映磁介质中磁化电流I’的分布与磁化强 度之间联系的普遍公式

用平均分子磁矩代替每个分子的真实磁矩，于是 介质中的磁化强度为M=nmi=nIa,n为单位体积内的 分子环流数。 磁介子公式： 它是反映磁介质中磁化电流I’的分布与磁化强 度之间联系的普遍公式。   =  L L内 M dL I 

6.1.2磁介质内磁感应强度B 如果磁化强度M已知,我们可以计算出它产生 的附加磁感应强度B来。然后将它叠加在磁 化场的磁感应强度B上,就可得到有磁介质时 的磁感应强度B B=Bo+B 对于很薄的磁介质片 B≈0,B=B+B≈B

6.1.2 磁介质内磁感应强度B 如果磁化强度M已知，我们可以计算出它产生 的附加磁感应强度B’来。然后将它叠加在磁 化场的磁感应强度B上，就可得到有磁介质时 的磁感应强度B B=B0+B’ 对于很薄的磁介质片 B’≈0, B=B0+B’≈B0

6.1.3磁介质的安培环路定理和“高斯定理” 有磁介质时的安培环路定理 Bdl 十L (L内) L内) 引入磁场强度矢量H H=B/Ho-Mo 磁场强度B满足的高斯定理 B·dS=0

6.1.3 磁介质的安培环路定理和“高斯定理” 有磁介质时的安培环路定理 引入磁场强度矢量H H=B/µ0 -M0 磁场强度B满足的高斯定理  =  +  ( ) ( ) 0 0 0 ( ) ' L L内 L内 BdL  I  I   0 ( )  =  s B dS  

§6.2介质的磁化规律 1磁化率和磁导率 2顺磁质和抗磁质

§6.2 介质的磁化规律 1.磁化率和磁导率 2.顺磁质和抗磁质

6.2.1磁化率和磁导率 定义:实验证明,如果磁介质是各向同性的,在外 磁场不太强的情况下,任一点的磁化强度M与磁场强度H之 间有如下关系M=xmH,式中xm为磁介质的磁化率, 它是只和磁介质的性质有关的纯数。 将xm代入B=140H+M,可得: B=4(H+M=A0(H+xnH)=10(+xn)H=1H=HH 这更直接地表达了磁介质中任意点的B与班的关系,式 中 1+ ,是磁介质的相对磁导率:=pA 称为磁介质的磁导率

6.2.1 磁化率和磁导率 定义：实验证明，如果磁介质是各向同性的，在外 磁场不太强的情况下，任一点的磁化强度MJ与磁场强度H之 间有如下关系 ,式中 为磁介质的磁化率， 它是只和磁介质的性质有关的纯数。 将 代入 可得: 这更直接地表达了磁介质中任意点的B与H的关系，式 中： ，是磁介质的相对磁导率: 称为磁介质的磁导率。 M = m H  m B = 0 H + 0 MJ B = （0 H + M）= （0 H +  m H）= （0 1+  m ）H  0 r H  H r =1+  m  = 0 r  m