第15章磁介质 夕一、物质的磁化 1、磁介质中的磁场 设真空中的慰感应强度为的磁场中,放进了某种磁介质,在磁场和磁介质的相互作用 下,磁介质产生了附加磁场,这时磁场中任意一点处的磁感应强度 B=。+ 2、磁导率 由于磁介质产生了附加磁场户磁介质中的酷场5不再等于原米真空中的磁场瓦,定义8和 B0的比值为相对磁导率: 420 介质中的磁导率:4=从,内 式中4为真空中的磁导率 3、三种磁介质 (1)顺磁质:顺磁质产生的与0方向相同,且8<8,。 B=B+B 出略大于1 (②)抗磁质:抗磁质产生的与品方向相反,且<马,】 B=Bo-B' 4略小于1 (3)铁磁质:铁磁质产生的与方向相同,且8>八B,。 B=Bo+B' 4远大于1 夕二、藏化强度证 = 1、磁化强度定义为单位体积中分子磁矩的矢量和即: 2、磁化强度M与分子面电流密度」的关系: 式中产为磁介质外法线方向上的单位矢量。 }证i= 3、磁化强度班的环流 即磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围面积内的总分子电流 三、磁介质中的安培环路定律
第 15 章 磁介质 一、物质的磁化 1、磁介质中的磁场 设真空中的磁感应强度为 的磁场中,放进了某种磁介质,在磁场和磁介质的相互作用 下,磁介质产生了附加磁场 ,这时磁场中任意一点处的磁感应强度 2、磁导率 由于磁介质产生了附加磁场 磁介质中的磁场 不再等于原来真空中的磁场 ,定义 和 的比值为相对磁导率: 介质中的磁导率: 式中 为真空中的磁导率 3、三种磁介质 (1)顺磁质:顺磁质产生的 与 方向相同,且 。 略大于 1 (2)抗磁质:抗磁质产生的 与 方向相反,且 。 略小于 1 (3)铁磁质:铁磁质产生的 与 方向相同,且 。 远大于 1 二、磁化强度 1、磁化强度 定义为单位体积中分子磁矩的矢量和即: 2、磁化强度 与分子面电流密度 的关系: 式中 为磁介质外法线方向上的单位矢量。 3、磁化强度 的环流 即 磁化强度对闭合回路的线积分等于通过回路所包围面积内的总分子电流 三、磁介质中的安培环路定律
1、安培环流定律在有磁介质条件下的应用 B-h(∑4+')=∑4+4'-∑+a fE-0i=21 即: 月=且-应 2、磁场强度定义为: ∫炉i-工1 3、磁介质中的安培环路定律: 4、应用磁介质中的安培环路定律的注意点: (1)庄的环流只与传导电流有关,与介质(或分子电流)无关。 (2)庄的本身( )既有传导电流也与分子电流有关。及既描写了传导电流 磁场的性质也描写了介质对磁场的影响。 (3)要应用磁介质中的安培环路定律来计算磁场强度H时,传导电流和磁介质的分布都必 须具有特殊的对称性。 5、磁介质中的几个参量间的关系: (1)磁化率老州 (2)B与H的关系 B=i+4M=42+飞4月=(1+x*)4月 B=4 (3)“与老"等之间的关系 4=4,=(1+老)4 4,=1+x0 乡国、藏场的边界条件(界面上无传导电流)
1、安培环流定律在有磁介质条件下的应用 即: 2、磁场强度定义为: 3、磁介质中的安培环路定律: 4、应用磁介质中的安培环路定律的注意点: (1) 的环流只与传导电流有关,与介质(或分子电流)无关。 (2) 的本身( )既有传导电流也与分子电流有关。 既描写了传导电流 磁场的性质也描写了介质对磁场的影响。 (3)要应用磁介质中的安培环路定律来计算磁场强度 时,传导电流和磁介质的分布都必 须具有特殊的对称性。 5、磁介质中的几个参量间的关系: (1)磁化率 (2) 与 的关系 (3) 与 等之间的关系 四、磁场的边界条件(界面上无传导电流)
u. 图15-1 1、磁介质分界面两边磁感应强度的法向分量连续,即: 2、磁介质分界面两边的磁场强度的切向分量连续,即: 3、磁感应线的折射定律 g月=丛 g84 (8意义如图15-1所示) 夕五、肤赋物质 1、磁畴:电子自旋磁矩取向相同的小区域。 2、磁化曲线(图15-2中B曲线) 3、磁导率曲线(图15-2中“曲线) 4、磁滞回线(图15-3) 图中三:为饱和磁感应强度 B,为剩磁,:为矫顽力。 图152 5、铁磁质与非铁磁质的主要区别: 铁磁物质产生的附加场的比原来真空中的磁场大得多。由于磁畴的存在,引起磁沛 现象:因此严格的说亚=疗,百=炉及相联系的公式不再成立,而且百与户的方向 也是不一定相同。如要上式成立则式中的:或“是一个变量,是一个多值函数和点函数, 如果作为常量的话,只是某种特定条件下(如静态时)的近似处理。 在铁磁质中,以下公式仍然是正确的,如: = △:
1、磁介质分界面两边磁感应强度的法向分量连续,即: 2、磁介质分界面两边的磁场强度的切向分量连续,即: 3、磁感应线的折射定律 ( 意义如图 15-1 所示) 五、铁磁物质 1、磁畴:电子自旋磁矩取向相同的小区域。 2、磁化曲线(图 15-2 中 曲线) 3、磁导率曲线(图 15-2 中 曲线) 4、磁滞回线(图 15-3) 图中 为饱和磁感应强度 为剩磁, 为矫顽力。 5、铁磁质与非铁磁质的主要区别: 铁磁物质产生的附加磁场 的比原来真空中的磁场 大得多。由于磁畴的存在,引起磁滞 现象;因此严格的说 , 及相联系的公式不再成立,而且 与 的方向 也是不一定相同。如要上式成立则式中的 或 是一个变量,是一个多值函数和点函数, 如果作为常量的话,只是某种特定条件下(如静态时)的近似处理。 在铁磁质中,以下公式仍然是正确的,如: ; ;
5店5=0ai=∑ 等 B+ -He 15-3 号大、电介质与磁介质的比较表 电介质 磁介质(非铁介质) 极化现象:电介质中的有极分子和无极磁化现象:在外磁场作用下,磁介质中 分子在外电场作用下发生转向极化和位的分子电流的磁矩在一定程度上沿着磁 移极化,在介质表面出现极化电荷。 场方向排列或和分子附加磁矩与外磁场 反向排列,在介质表面出现束缚电流 微观模型 分子电矩 产。=g 分子磁矩 描述状态 电极化强度 磁极化强度 的物理量 M= Av A形 界面上出现极化电荷面密度 界面上出现磁化表面电流 (束缚电荷) (束缚电流)密度 效 o=Pn '=证×府 p ds=-g M di=1' 价质对场 极化电荷的场强为卫 磁化分子面电流产生的磁场为 的影响 合场强 合磁感强度 应=。+ B=B。+
; ;等 六、电介质与磁介质的比较表 电 介 质 磁介质(非铁介质) 现 象 极化现象:电介质中的有极分子和无极 分子在外电场作用下发生转向极化和位 移极化,在介质表面出现极化电荷。 磁化现象:在外磁场作用下,磁介质中 的分子电流的磁矩在一定程度上沿着磁 场方向排列或和分子附加磁矩与外磁场 反向排列,在介质表面出现束缚电流。 微观模型 分子电矩 分子磁矩 描述状态 的物理量 电极化强度 磁极化强度 宏 观 效 果 界面上出现极化电荷面密度 (束缚电荷) 界面上出现磁化表面电流 (束缚电流)密度 介质对场 的影响 极化电荷的场强为 合场强 磁化分子面电流产生的磁场为 合磁感强度
辅助 电位移矢量 方 磁场强度 物理量 =2+2 基本场 fDd拔=∑go f8 ds=0 方程 啦i=0 ai-, 极化和 M=飞月 磁化规律 参 D=豆+P=nE+x,园 B=4豆+班=4应+4Xn月 量 =(1+x,)马E=8,, 上1+x)日=4,4月 间 下9 基 武中: 武中: 6,=1+x 4=1+x 6,6=8 4= 系 边值 耳:=E2: Bix=Bi Hy=Ha 关系 g月_西 g8242
辅助 物理量 电位移矢量 磁场强度 基本场 方程 极化和 磁化规律 参 量 间 基 本 关 系 式中: 式中: 边 值 关 系