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1、磁介质磁介质 (研究方法与电介质类比）研究方法与电介质类比） 磁场磁场 磁介质磁介质 磁化磁化 后果影响外场后果影响外场n场对介质的作用和介质的磁化互相影响、互相场对介质的作用和介质的磁化互相影响、互相 制约制约 n研究方法研究方法 n磁荷观点磁荷观点 n分子环流分子环流 以此观点讨论以此观点讨论n物质的磁性起源于原子的磁性物质的磁性起源于原子的磁性n原子磁性原子磁性 量子力学量子力学n严格的磁学理论必须建立在量子力学基础上严格的磁学理论必须建立在量子力学基础上 1磁性、磁介质、磁化磁性、磁介质、磁化 磁性：磁性：物质的基本属性之一，即物质的磁学特性物质的基本属性之一，即物质的磁学特性吸铁石吸
2、铁石天然磁体天然磁体 具有强磁性具有强磁性多数物质一般情况下没有明显的磁性多数物质一般情况下没有明显的磁性磁介质（磁介质（magnetic medium）：）：对磁场有一定响应对磁场有一定响应, ,并能反过来影响磁场的物质并能反过来影响磁场的物质一般物质在较强磁场的作用下都显示出一定程度的磁性，即都能对磁场的一般物质在较强磁场的作用下都显示出一定程度的磁性，即都能对磁场的作用有所响应，所以都是磁介质作用有所响应，所以都是磁介质 磁化（磁化（magnetization）在外磁场的作用下，原来没有磁性的物质，变得具有磁性，简称磁化。磁在外磁场的作用下，原来没有磁性的物质，变得具有磁性，简称磁化。磁
3、介质被磁化后，会产生附加磁场，从而改变原来空间磁场的分布介质被磁化后，会产生附加磁场，从而改变原来空间磁场的分布 2“分子电流分子电流”模型模型问题的提出问题的提出 为什么物质对磁场有响应为什么物质对磁场有响应? ? 为什么不同类型的物质对磁场有不同的响应为什么不同类型的物质对磁场有不同的响应, ,即具有不同的磁性？即具有不同的磁性？ 与物质内部的电磁结构有着密切的联系与物质内部的电磁结构有着密切的联系分子电流分子电流安培的大胆假设安培的大胆假设 磁介质的磁介质的“分子分子”相当于一个环形电流，是电荷的某种运动形成的，它相当于一个环形电流，是电荷的某种运动形成的，它没有像导体中电流所受的阻力，
4、分子的环形电流具有磁矩没有像导体中电流所受的阻力，分子的环形电流具有磁矩分子磁矩，分子磁矩，在外磁场的作用下可以自由地改变方向在外磁场的作用下可以自由地改变方向 3假设的重要性假设的重要性 把种种磁相互作用归结为电流把种种磁相互作用归结为电流电流相互作用，建立了安培定律电流相互作用，建立了安培定律磁作磁作用理论用理论 以以“分子电流分子电流”模型取代模型取代磁荷模型磁荷模型，从根本上揭示了物质极化与磁化的内在，从根本上揭示了物质极化与磁化的内在联系联系其实其实在安培时代，对于物质的分子、原子结构的认识还很肤浅，电子尚未发在安培时代，对于物质的分子、原子结构的认识还很肤浅，电子尚未发现，所谓现，
5、所谓“分子分子”泛指介质的微观基本单元泛指介质的微观基本单元 4“磁荷磁荷”模型要点模型要点 磁荷有正、负，同号相斥，异号相吸磁荷有正、负，同号相斥，异号相吸磁荷遵循磁的库仑定律（类似于电库仑定律）磁荷遵循磁的库仑定律（类似于电库仑定律） 定义磁场强度定义磁场强度 H H为单位点磁荷所受的磁场力为单位点磁荷所受的磁场力 把磁介质分子看作磁偶极子把磁介质分子看作磁偶极子 认为磁化是大量分子磁偶极子规则取向使正、负磁荷聚集两端的过程，磁体认为磁化是大量分子磁偶极子规则取向使正、负磁荷聚集两端的过程，磁体间的作用源于其中的磁荷间的作用源于其中的磁荷 但没有单独的磁极存在但没有单独的磁极存在？5现代的
6、观点现代的观点 分子磁矩分子磁矩 m分子分子= ml+ ms （矢量和矢量和）轨道磁矩轨道磁矩ml ：由原子内各电子绕原子核的轨道运动决定：由原子内各电子绕原子核的轨道运动决定自旋磁矩自旋磁矩ms ：由核外各电子的自旋的运动决定：由核外各电子的自旋的运动决定所谓磁化：所谓磁化：就就是是在在外外磁磁场场作作用用下下大大量量分分子子电电流流混混乱乱分分布布（无无序序） 整整齐齐排排列列（有有序）序）每一个分子电流提供一个分子磁矩每一个分子电流提供一个分子磁矩m分子分子磁化了的介质内分子磁矩矢量和磁化了的介质内分子磁矩矢量和 m分子分子 0分分子子磁磁矩矩的的整整齐齐排排列列贡贡献献宏宏观观上上的的
7、磁磁化化电电流流I I （虽虽然然不不同同的的磁磁介介质质的的磁磁化机制不同）化机制不同）6磁化的描绘磁化的描绘 磁化强度矢量磁化强度矢量 M 为为了了描描述述磁磁介介质质的的磁磁化化状状态态（磁磁化化方方向向和和强强度度），引引入入磁磁化化强强度度矢矢量量M的概念的概念 磁磁化化后后在在介介质质内内部部任任取取一一宏宏观观体体元元，体体元元内内的的分分子子磁磁矩矩的的矢矢量量和和 m分分子子 0磁化程度越高，矢量和的值也越大磁化程度越高，矢量和的值也越大M:单位体积内分子磁矩的矢量和单位体积内分子磁矩的矢量和 7磁化电流磁化电流 介质对磁场作用的响应介质对磁场作用的响应产生磁化电流产生磁化电
8、流磁磁化化电电流流不不能能传传导导，束束缚缚在在介介质质内内部部，也也叫叫束束缚缚电电流。流。它它也也能能产产生生磁磁场场，满满足足毕毕奥奥- -萨萨伐伐尔尔定定律律，可可以以产产生附加场生附加场B附加场反过来要影响原来空间的磁场分布。附加场反过来要影响原来空间的磁场分布。各向同性的磁介质只有介质表面处，分子电流未被各向同性的磁介质只有介质表面处，分子电流未被抵销，形成磁化电流抵销，形成磁化电流8磁化电流与传导电流磁化电流与传导电流传导电流传导电流载流子的定向流动，是电荷迁移的结果，产生焦耳热，产生磁场，遵从载流子的定向流动，是电荷迁移的结果，产生焦耳热，产生磁场，遵从电流产生磁场规律电流产生
9、磁场规律 磁化电流磁化电流 磁介质受到磁场作用后被磁化的后果，是大量分子电流叠加形成的在宏磁介质受到磁场作用后被磁化的后果，是大量分子电流叠加形成的在宏观范围内流动的电流，是大量分子电流统计平均的宏观效果观范围内流动的电流，是大量分子电流统计平均的宏观效果 相同之处：同样可以产生磁场，遵从电流产生磁场规律相同之处：同样可以产生磁场，遵从电流产生磁场规律 不同之处：电子都被限制在分子范围内运动，与因电荷的宏观迁移引起的传不同之处：电子都被限制在分子范围内运动，与因电荷的宏观迁移引起的传导电流不同；分子电流运行无阻力，即无热效应导电流不同；分子电流运行无阻力，即无热效应 9磁化的后果磁化的后果三者
10、从不同角度定量地描绘同一物理现象三者从不同角度定量地描绘同一物理现象 磁化，之间必有联系，这些关系磁化，之间必有联系，这些关系磁介质磁化遵循的规律磁介质磁化遵循的规律10磁化强度矢量磁化强度矢量M与磁化电流与磁化电流I关系关系 磁化强度矢量磁化强度矢量M沿任意闭合回路沿任意闭合回路L的积分等于通过以的积分等于通过以L为周界的曲面为周界的曲面S的的磁化电流的代数和，即磁化电流的代数和，即通通过过以以L为为界界S面面内内全全部部分分子子电电流流的的代代数数和和11证明证明 把每一个宏观体积内的分子看成是完全一样的电流环即用把每一个宏观体积内的分子看成是完全一样的电流环即用平均分子磁矩代替每一个分子
11、的真实磁矩平均分子磁矩代替每一个分子的真实磁矩 n设单位体积内的分子环流数为设单位体积内的分子环流数为n，则单位体积则单位体积内分子磁矩总和为内分子磁矩总和为 n设想在磁介质中划出任意宏观面设想在磁介质中划出任意宏观面S来考察：令其周界线为来考察：令其周界线为L，则介质中的分子环，则介质中的分子环流分为三类流分为三类 12不与不与S相交相交A 整个为整个为S所切割，即分子电所切割，即分子电 流与流与S相交两次相交两次B被被L穿过的分子电流，即与穿过的分子电流，即与 S相交一次相交一次CA与与B对对S面面 总电流无贡献，总电流无贡献，只有只有C有贡献有贡献 n在在L上取一线元上取一线元, ,以以
12、dl为轴线，为轴线，a为底，作一圆柱体为底，作一圆柱体n体积为体积为 V=adlcos ，凡是中心处在，凡是中心处在 V内的分子环流内的分子环流 都为都为dl所穿过所穿过 ， V内共有分子数内共有分子数nN个分子总贡献个分子总贡献 13沿闭合回路沿闭合回路L L积分得普遍关系积分得普遍关系jm：磁化电流密度磁化电流密度表示单位时间通过单位垂直面积的磁化电流表示单位时间通过单位垂直面积的磁化电流 均匀磁化均匀磁化：M为常数为常数 ， M=0， jm=0，介质内部没有磁化电流，磁化电流只分布介质内部没有磁化电流，磁化电流只分布在介质表面在介质表面通通过过以以L为为界界S面面内内全全部部分分子子电电
13、流流的的代数和代数和积分形积分形式式微分形式微分形式14M与介质表面磁化电流的关系与介质表面磁化电流的关系 证明证明 在介质表面取闭合回路在介质表面取闭合回路穿过回路的磁化电流穿过回路的磁化电流 面磁化电流密度面磁化电流密度 bc、da1，其数量级为，其数量级为102106以上以上当当M与与H无单值关系时，不再引用无单值关系时，不再引用 m、 的概念了的概念了 地位和作用类似于地位和作用类似于 e 22电介质中的电介质中的高斯定理高斯定理磁介质中的磁介质中的安培环路定理安培环路定理23 称为相对电容率称为相对电容率或相对介电常量或相对介电常量之间的关系之间的关系之之间的关系间的关系称为相对磁导
14、率称为相对磁导率磁导率磁导率24例例1 一环形螺线管，管内充满磁导率为一环形螺线管，管内充满磁导率为，相对磁导率为，相对磁导率为r的顺磁质。环的横截面半的顺磁质。环的横截面半径远小于环的半径。单位长度上的导线匝数为径远小于环的半径。单位长度上的导线匝数为n。 求：环内的磁场强度和磁感应强度求：环内的磁场强度和磁感应强度解：解：25例例2 一无限长载流圆柱体，通有电流一无限长载流圆柱体，通有电流I ，设电流，设电流 I 均匀分布在整个横截面上。柱均匀分布在整个横截面上。柱体的磁导率为体的磁导率为，柱外为真空。，柱外为真空。求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度。求：柱内外各区域的磁场强度和磁感应
15、强度。解：解：IR26在分界面上在分界面上H 连续连续, B 不连续不连续IR27练习练习 一磁导率为一磁导率为 1的无限长圆柱形直导线，半径为的无限长圆柱形直导线，半径为 R1，其中均匀地通有电流，其中均匀地通有电流 I 。在导线外包一层磁导率为。在导线外包一层磁导率为 2 的圆柱形不导电的磁介质，其外半径为的圆柱形不导电的磁介质，其外半径为 R2，如图所，如图所示。求磁场强度和磁感应强度的分布。示。求磁场强度和磁感应强度的分布。 2 1IR2R128解：由安培环路定律解：由安培环路定律 2 1IR2R129无限长直电流的磁场无限长直电流的磁场圆电流中心的磁场圆电流中心的磁场长螺线管电流中部
16、的磁场长螺线管电流中部的磁场环形长螺线管中部的磁场环形长螺线管中部的磁场无限大均匀磁介质中磁场的毕无限大均匀磁介质中磁场的毕-沙伐定律沙伐定律30静电场与静磁场的比较静电场与静磁场的比较静电场与静磁场的比较静电场与静磁场的比较静电场静电场静电场静电场静磁场静磁场静磁场静磁场（稳恒磁场）稳恒磁场）稳恒磁场）稳恒磁场）对应量对应量对应量对应量高斯定理高斯定理高斯定理高斯定理环路定理环路定理环路定理环路定理性质方程性质方程性质方程性质方程31各种磁介质各种磁介质磁介质分类磁介质分类弱磁性：顺磁质、抗磁质弱磁性：顺磁质、抗磁质强磁性：铁磁质强磁性：铁磁质一般有两类分子一般有两类分子 无外场无外场 有外
17、场有外场 分子磁矩分子磁矩 m分子分子= ml+ ms0 m分子分子=0 m分子分子 0 分子磁矩分子磁矩 m分子分子= ml+ ms 0 m分子分子=0 m分子分子 0顺顺磁磁质质的磁化的磁化 分子在外磁场作用下趋向于外磁场排列分子在外磁场作用下趋向于外磁场排列热运动与磁场作用相抵抗热运动与磁场作用相抵抗 抗磁质抗磁质顺磁质顺磁质32抗磁质抗磁质 抗磁质分子的固有磁矩抗磁质分子的固有磁矩m分子分子= ml+ ms0不存在由非零的分子固有磁矩规则取向引起的顺磁效应。磁性来源？不存在由非零的分子固有磁矩规则取向引起的顺磁效应。磁性来源？ 抗磁质磁性起源于电子轨道运动在外磁场下的变化抗磁质磁性起源
18、于电子轨道运动在外磁场下的变化 电子轨道运动为什么会变化？原因：在外磁场下受洛伦兹力电子轨道运动为什么会变化？原因：在外磁场下受洛伦兹力 33分子磁矩的由来分子磁矩的由来 在原子或分子内，一般不止有一个电子在原子或分子内，一般不止有一个电子 分子磁矩：所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和分子磁矩：所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和m分子分子= ml+ ms0 电子轨道磁矩电子轨道磁矩与与角动量方向相反角动量方向相反n电子自旋磁矩电子自旋磁矩n若所有电子的总角动量（含轨道和自旋）为零，抗磁若所有电子的总角动量（含轨道和自旋）为零，抗磁n所有电子的总角动量（含轨道和自旋）不为零所有电子的总角动量
19、（含轨道和自旋）不为零 ，顺磁，顺磁 34外磁场对电子轨道运动的影响外磁场对电子轨道运动的影响外磁场作用在一个抗磁原子上，考虑电子的轨道运动外磁场作用在一个抗磁原子上，考虑电子的轨道运动( (设电子角速度平行于外磁场设电子角速度平行于外磁场) )求无外磁场时的角速度求无外磁场时的角速度 0(电子只受库仑力）电子只受库仑力）n加外磁场加外磁场B0，电子受库仑力、洛伦兹力（指向中心），假设轨道的半径不变（相，电子受库仑力、洛伦兹力（指向中心），假设轨道的半径不变（相当于定态假设），设洛伦兹力远小于库仑力当于定态假设），设洛伦兹力远小于库仑力35洛洛伦伦兹兹力力远远小小于于库库仑仑力力，高高阶阶无无
20、穷小，略穷小，略n考虑电子角速度反平行于外磁场，有同样结论，考虑电子角速度反平行于外磁场，有同样结论，的方向的方向总是总是与外磁场与外磁场B0相同相同 n电子角速度改变将引起电子磁矩改变电子角速度改变将引起电子磁矩改变 总是与外磁场总是与外磁场方向相反（抗方向相反（抗磁）磁）36抗磁性是一切磁介质共同具有的特性。抗磁性是一切磁介质共同具有的特性。在顺磁质中也有抗磁性，只是由于其固有磁矩的取向效应（增强磁场）在顺磁质中也有抗磁性，只是由于其固有磁矩的取向效应（增强磁场）比抗磁效应大得多，因此整体表现为顺磁（增强磁场）比抗磁效应大得多，因此整体表现为顺磁（增强磁场）顺磁质和抗磁质都是弱磁质！顺磁质
21、和抗磁质都是弱磁质！37测量磁滞回线的实验装置测量磁滞回线的实验装置05 101520磁强计磁强计磁强计磁强计A测量测量H测量测量B 的探头的探头（霍尔元件）（霍尔元件）电阻电阻电流表电流表螺绕环螺绕环铁环铁环狭缝狭缝换换向向开开关关3 3 3 3 铁磁质铁磁质铁磁质铁磁质一一铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律381、磁化曲线磁化曲线磁强计磁强计测量测量B,如用感应电动势如用感应电动势测量测量或用小线圈在缝口处测量；或用小线圈在缝口处测量；由由 得出得出 曲线曲线铁磁质的铁磁质的 不一定是个常数，不一定是个常数，它是它是 的函数的函数原理原理: 励磁电流励磁电流 I; 用安培定理得用安培定理得H
22、0510 1520磁强计磁强计磁强计磁强计A39HHBsbB BH铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律铁磁质的磁化规律BHo.1.2.c a.初始磁化曲线初始磁化曲线饱和磁感应强度饱和磁感应强度饱和磁感应强度饱和磁感应强度BssBsH.rrB B剩余磁感应强度剩余磁感应强度剩余磁感应强度剩余磁感应强度.ccHHc矫顽力矫顽力矫顽力矫顽力.dsBc.rB Be磁磁 滞滞 回回 线线磁滞现象：磁滞现象：B 滞后于滞后于 H 的变化的变化2、磁滞回线磁滞回线40初始磁初始磁化曲线化曲线.矫顽力矫顽力饱和磁感应强度饱和磁感应强度磁滞回线磁滞回线剩剩 磁磁41B的变化落后于的变化落后于H，从
23、而具有剩磁，即磁滞效应。每，从而具有剩磁，即磁滞效应。每个个H对应不同的对应不同的B与磁化的历史有关。与磁化的历史有关。磁滞回线磁滞回线-不可逆过程不可逆过程在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的在交变电流的励磁下反复磁化使其温度升高的磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。42 （1）根据现代理论，铁磁质相邻原子的电子之间存在很强的）根据现代理论，铁磁质相邻原子的电子之间存在很强的“交换耦合作交换耦合作用用”，使得在无外磁场作用时，电子自旋磁矩能在小区域内自发地平行排列，形，使得在无外磁场作用时，电子自旋磁矩能在小区域内自发地平行排列，形成自发磁化达到饱
24、和状态的微小区域。成自发磁化达到饱和状态的微小区域。 这些区域称为这些区域称为“磁畴磁畴”多晶磁畴结构多晶磁畴结构 示意图示意图二、二、铁磁质内的铁磁质内的铁磁质内的铁磁质内的磁畴结构磁畴结构43（2）在外磁场作用下，磁畴发生变化。分两步：）在外磁场作用下，磁畴发生变化。分两步：A 外磁场较弱时，凡磁矩方向与外磁场相同或相近的磁畴都要扩大（畴壁外磁场较弱时，凡磁矩方向与外磁场相同或相近的磁畴都要扩大（畴壁向外移动）。向外移动）。B 外磁场较强时，每个磁畴的磁矩方向都程度不同地向外磁场方向靠拢外磁场较强时，每个磁畴的磁矩方向都程度不同地向外磁场方向靠拢（即取向）。（即取向）。 外磁场越强，取向作
25、用也越强。外磁场越强，取向作用也越强。此上两种变化都导致单位物理小体积内磁矩矢量和（即磁化强度此上两种变化都导致单位物理小体积内磁矩矢量和（即磁化强度M从零逐渐从零逐渐增大，其方向与外场相同。外磁场越强，增大，其方向与外场相同。外磁场越强， M也越强，这便是起始磁化曲线也越强，这便是起始磁化曲线的成因。的成因。44当再加外磁场时，当再加外磁场时， M不再增加，磁化达到饱和。不再增加，磁化达到饱和。（3） 畴壁的外移及磁畴磁矩的取向是不可逆的，畴壁的外移及磁畴磁矩的取向是不可逆的， 当外磁场减弱或消失时磁畴当外磁场减弱或消失时磁畴不按原来变化规律逆着退回原状。这解释了磁滞的原因。不按原来变化规律
26、逆着退回原状。这解释了磁滞的原因。（4）既然磁畴起因于电子自旋磁矩的自发有序排列，而热运动是有序排列的破）既然磁畴起因于电子自旋磁矩的自发有序排列，而热运动是有序排列的破坏者，因而当温度高于某一临界时，磁畴就不复存在，铁磁质就变为普通顺磁坏者，因而当温度高于某一临界时，磁畴就不复存在，铁磁质就变为普通顺磁质。这一临界温度叫居里点。质。这一临界温度叫居里点。45把一块有剩磁的铁磁质加热至居里点以上再冷却，其剩磁会完全消失。把一块有剩磁的铁磁质加热至居里点以上再冷却，其剩磁会完全消失。顺磁性顺磁性 来自分子的固有磁矩。来自分子的固有磁矩。抗磁性抗磁性 起因于电子的轨道运动在外磁场作用的变化。起因于
27、电子的轨道运动在外磁场作用的变化。铁磁性铁磁性 起因于电子自旋磁矩的自发有序排列。起因于电子自旋磁矩的自发有序排列。例如，铁的居里点是例如，铁的居里点是1043K。三种磁介质起因的比较三种磁介质起因的比较三种磁介质起因的比较三种磁介质起因的比较46显示磁畴结构的铁粉图形显示磁畴结构的铁粉图形47纯铁纯铁硅铁硅铁钴钴三种铁磁性物质的磁畴三种铁磁性物质的磁畴48Si-Fe单晶单晶( (001) )面的面的磁畴结构磁畴结构箭头表示箭头表示磁化方向磁化方向493. 有剩磁、磁饱和及磁滞现象。有剩磁、磁饱和及磁滞现象。铁磁质的特性铁磁质的特性铁磁质的特性铁磁质的特性2. 有很大的磁导率。有很大的磁导率。
28、 放入线圈中时可以使磁场增强放入线圈中时可以使磁场增强102 104倍。倍。4.温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。1. 磁导率磁导率不是一个常量，它的值不仅决定于原线不是一个常量，它的值不仅决定于原线 圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。 B 和和H 不是线性关系。不是线性关系。50三三 铁磁质的应用铁磁质的应用软磁材料作变压器的。软磁材料作变压器的。纯铁，硅钢坡莫合金纯铁，硅钢坡莫合金(Fe，Ni)，铁氧体等。，铁氧体等。 r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大）。饱和磁感应强度大，大，易磁化、易退磁（起始
29、磁化率大）。饱和磁感应强度大，矫顽力矫顽力(Hc)小，小，磁滞回线的面积窄而长，损耗小（磁滞回线的面积窄而长，损耗小（HdB面积小）。面积小）。还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。(1)软磁材料软磁材料51(2)硬磁材料硬磁材料作永久磁铁作永久磁铁钨钢，碳钢，铝镍钴合金钨钢，碳钢，铝镍钴合金(3)矩磁材料矩磁材料作存储元件作存储元件Br=BS ，Hc不大，磁滞回线是矩形。不大，磁滞回线是矩形。用于记忆元件，当用于记忆元件，当+脉冲产生脉冲产生HHC使使磁芯呈磁芯呈+B态，则态，则脉冲产生脉冲产生H102A/m)，剩磁剩磁B
30、r大大磁滞回线的面积大，损耗大。磁滞回线的面积大，损耗大。还用于磁电式电表中的永磁铁。还用于磁电式电表中的永磁铁。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。锰镁铁氧体，锂锰铁氧体锰镁铁氧体，锂锰铁氧体52 考察在开关合上后的一段时间内，电考察在开关合上后的一段时间内，电路中的电流滋长过程：路中的电流滋长过程：由全电路欧姆定律由全电路欧姆定律磁场能量磁场能量电池电池BATTERY一、自感磁能一、自感磁能(PPT3-3)电源所作的电源所作的功功电源克服自感电电源克服自感电动势所做的功动势所做的功电阻上的热损电阻上的热损耗耗53计算自感系数可归纳为三种方法计算自感系数可归纳为三种方
31、法1.静态法静态法:2.动态法动态法:3.能量法能量法:54磁场能量密度：单位体积中储存的磁场能量磁场能量密度：单位体积中储存的磁场能量 wm螺线管特例：螺线管特例：任意磁场任意磁场二、磁场能量二、磁场能量55例例 如图如图.求同轴传输线之磁能及自感系数求同轴传输线之磁能及自感系数可得同轴电缆的自感系可得同轴电缆的自感系数为数为56三、互感磁能三、互感磁能将两相邻线圈与电源相连，在通电过程中将两相邻线圈与电源相连，在通电过程中电源所做功电源所做功线圈中产生焦耳线圈中产生焦耳热热反抗自感反抗自感电动势做功电动势做功反抗互感反抗互感电动势做功电动势做功互感磁能互感磁能自感磁能自感磁能互感磁能互感磁能57
