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1、第13章 稳恒电流的磁场,磁介质中的磁场,第5篇 电磁学(磁学4),（Magnetic Field in Magnetic Medium）,13.5 磁介质中的磁场,物质的磁性来源于分子电流。分子电流等效一个圆电流，产生分子电流磁矩，简称“分子磁矩”。,分子磁矩,1、磁介质的磁化,分子磁矩包含轨道磁矩和自旋磁矩。,磁介质中的磁场：,的大小和方向随磁介质的不同而异。,2、三种磁介质,如: 锰、铬、铂、氮,如: 水银、铜、硫、氢、金、银,如: 铁、镍、钴、铁氧体,顺磁质,抗磁质,铁磁质,与 同方向, 使,与 反方向, 使,与 同方向, 且 使,对任何均匀各向同性的磁介质均有,叫磁介质的相对磁导率，
2、随介质种类或状态而异。,螺线管内充满均匀磁介质后的磁场,式中 称为磁介质的磁导率,顺磁质,如：铝,抗磁质,如：铜,铁磁质,如：纯铁,真空,3、磁介质磁化的微观机理 (简述),抗磁质:,轨道磁矩和自旋磁矩相互抵消, 分子没有磁矩 , 加上外磁场时, 分子产生感应磁矩 与外磁场方向相反, 使合成磁场略有减弱.,超到材料 r = 0 B=0 完全抗磁性,顺磁质,分子固有磁矩 , 但无外磁场时, 分子磁矩取向混乱, 相互抵消 , 加上外磁场, 分子磁矩趋向外场方向, 使磁介质中的合成磁场略有加强,即: 抗磁质,分子固有磁矩等于零,无外磁场：,铁磁质 (后述),4、 矢量及其环路定理,以充满相对磁导率为
3、 的磁介质的螺线管为例, 管内真空时的磁感应强度为 .,磁介质磁化后的宏观效果是：介质表面出现环形电流Is（电流密度为 ）。,取积分回路abcd如图, 由安培环路定理,磁化电流 不易测量,要消去,对顺磁质,令 称为磁场强度, 单位是 A/m,磁介质中的安培环路定理,是一个辅助量,描述磁场性质的量是 而非,注意:,的环流只与积分回路L内包围的传导电流有关, 与磁化电流无关。或者说磁化电流对 的环流无贡献,例题、一半径为 R1 的无限长圆柱形直导线，外面包一层半径为 R2 ，相对磁导率为 r 的圆筒形磁介质。通过导线的电流为 I 。求磁介质内外磁感应强度的分布。,解,5、铁磁质,（1）磁畴,无外场
4、时，磁畴取向混乱，有外场时，磁畴趋向外场方向，形成更大的磁畴，大大加强了原来的磁场。,铁磁质的磁化与温度有关，温度升高，磁化能力减弱，温度达到某一值时，铁磁性消失，介质退化成顺磁质。这个温度叫居里点,铁的居里点为 1040 K， 钴的居里点为 1388 K,镍的居里点为 631 K,（2）磁化曲线 （B H曲线）,铁磁质的 很大，且非常数， 曲线非线性,顺、抗磁质的 是一常数， 为一直线,（3）磁滞回线,铁磁质在交变磁场中磁化一周，B随H变化的曲线形成一回线,不同的铁磁质，有不同的磁滞回线， 不同,回线面积称为磁滞损耗。,软磁质：,磁导率大， 小， 小，磁滞回线细长，磁滞损耗低，适合用于制造变压器、交流电机的铁心,磁滞回线,磁导率大，矫顽力大，剩磁也大，面积肥大，磁滞损耗大，适合用于制造永久磁铁，磁电式仪表等。,硬磁质：,磁滞损耗大，不容易退磁，适合于制作记录磁带及计算机的记忆元件,矩磁材料：,作业：,p104109页,选 11，13，计 21，27,
