恒定磁场和磁介质PPT讲稿.ppt

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1、恒定磁场和磁介质第1页，共51页，编辑于2022年，星期日 本本章章讨讨论论恒恒定定磁磁场场的的这这两两个个基基本本定定理理和和它它们们在在有有磁磁介介质质时时的的形式，以及磁介质的磁化规律等。形式，以及磁介质的磁化规律等。库仑定律库仑定律场强叠加原理场强叠加原理静电场的两个基本定理静电场的两个基本定理静电场的高斯定理静电场的高斯定理静电场是有源无旋的是保守场静电场是有源无旋的是保守场毕奥毕奥 萨伐尔定律萨伐尔定律磁感应强度叠加原理磁感应强度叠加原理恒定磁场的两个基本定理恒定磁场的两个基本定理磁场的高斯定理磁场的高斯定理安培环路定理安培环路定理恒定磁场是无源有旋的非保守场恒定磁场是无源有旋的非

2、保守场静电场的环路定理静电场的环路定理概概概概 述述述述静静静静电电电电场场场场恒恒恒恒定定定定磁磁磁磁场场场场本章习题本章习题本章习题本章习题(共共共共8 8题题题题)：11-18。第2页，共51页，编辑于2022年，星期日11.1 磁场的高斯定律和安培环路定理磁场的高斯定律和安培环路定理一、一、磁场的高斯定律磁场的高斯定律(Gauss law of magnetic field)1 1磁感应线磁感应线u用来描述磁场分布的曲线。用来描述磁场分布的曲线。u磁感应线上任一点磁感应线上任一点切线的方向切线的方向 B B的方向。的方向。u磁感应线的磁感应线的疏密程度疏密程度 B B的大小。的大小。磁

3、感应线密度：磁感应线密度：在与磁感应线垂直的单位面积上的穿过的在与磁感应线垂直的单位面积上的穿过的磁感应线的数目。磁感应线的数目。第3页，共51页，编辑于2022年，星期日1)几种典型的磁感应线几种典型的磁感应线IB载流长直导线载流长直导线圆电流圆电流 载流长螺线管载流长螺线管2)磁感应线特性磁感应线特性磁感应线是环绕电流的无头尾的磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线闭合曲线，无起点无终点；，无起点无终点；两条磁感应线不会相交。两条磁感应线不会相交。第4页，共51页，编辑于2022年，星期日2.磁通量磁通量(magnetic flux)2)计算计算1)定义定义通过磁场中某一曲面的通过磁场中某一

4、曲面的磁感应线的数目磁感应线的数目，定，定义为义为磁通量磁通量，用，用B 表示。表示。dSdSc.通过任一曲面的磁通过任一曲面的磁通量通量dS第5页，共51页，编辑于2022年，星期日规定规定法向单位矢量法向单位矢量 的方向垂直于曲面由里向外。的方向垂直于曲面由里向外。磁感应线从曲面内穿出时，磁通量为正磁感应线从曲面内穿出时，磁通量为正(0)磁感应线从曲面出穿入时，磁通量为负磁感应线从曲面出穿入时，磁通量为负(/2,cos R时，时，当当r R时，时，rR第14页，共51页，编辑于2022年，星期日解解：由由于于螺螺线线管管很很长长，管管内内中中间间部部分分的的磁磁场场是是均均匀匀的的，方方向

5、向与与轴轴线线平平行行；管管的外侧，磁场很弱，可忽略不计。的外侧，磁场很弱，可忽略不计。取取矩矩形形回回路路L(abcd)在在螺螺线线管管内内部部,ab 边边在在轴轴上上，边边cd与与轴轴平平行行,另两个边垂直于轴。另两个边垂直于轴。选选矩形回路矩形回路L(abcd)的的cd边在边在管外，则管外，则abcdI【例【例2】求求载流无限长直螺线管载流无限长直螺线管载流无限长直螺线管载流无限长直螺线管内任一点的磁场内任一点的磁场.abcd 无无限限长长直直螺螺线线管管内内任任一一点点的的磁磁场场都都等等于于轴轴线线上上的的磁磁场场，管管内内是是一一个个均均均均匀磁场匀磁场匀磁场匀磁场。第15页，共5

6、1页，编辑于2022年，星期日 设设螺螺绕绕环环的的半半径径为为R1，R2共共有有N匝匝线线圈圈，通通有有电电流流强强度度为为I。取取过过场场点点P的的磁磁感感应应线线为为积积分分环环路路L，它是半径为，它是半径为r 的圆的圆，则，则n 为单位长度上的匝数为单位长度上的匝数,则则结果与载流无限长直螺线管内的磁感应强度相同结果与载流无限长直螺线管内的磁感应强度相同.同理可得同理可得【例【例3】求求载流螺绕环载流螺绕环载流螺绕环载流螺绕环内的磁场。内的磁场。OLrP当螺绕环很细时，取当螺绕环很细时，取R 为环的平均半径为环的平均半径解：对称性分析解：对称性分析磁感应线是一组磁感应线是一组同心圆同心

7、圆同心圆同心圆.R1R2第16页，共51页，编辑于2022年，星期日【例【例4】同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆的内导体圆柱半径为的内导体圆柱半径为R1，外导体圆筒内外半径分，外导体圆筒内外半径分别为别为R2、R3，电缆载有电流，电缆载有电流I，求磁场的分布。，求磁场的分布。解：同轴电缆的电流分布具有解：同轴电缆的电流分布具有轴对称性，轴对称性，轴对称性，轴对称性，在电缆各区域中磁力线是以电在电缆各区域中磁力线是以电缆轴线为对称轴的同心圆。取沿半径缆轴线为对称轴的同心圆。取沿半径 r 的磁感应线为环路的磁感应线为环路L，则，则R2R3IR1Ir当当r R1时，时，r当当R1 r R2时时,第1

8、7页，共51页，编辑于2022年，星期日当当R2 r R3 时时,r第18页，共51页，编辑于2022年，星期日讨论磁场和磁介质的讨论磁场和磁介质的相互作用相互作用相互作用相互作用：磁介质磁介质磁介质磁介质的的三种类型三种类型三种类型三种类型：顺磁质、抗磁质、铁磁质顺磁质、抗磁质、铁磁质磁介质对磁介质对磁场的影响磁场的影响磁场的影响磁场的影响磁场强度磁场强度、磁化强度磁化强度及其规律及其规律11.2 11.2 有磁介质时的高斯定理有磁介质时的高斯定理有磁介质时的高斯定理有磁介质时的高斯定理和安培环路定理和安培环路定理和安培环路定理和安培环路定理 运动电荷运动电荷磁磁 铁铁电电 流流电电 流流运

9、动电荷运动电荷磁磁 铁铁磁磁场场第19页，共51页，编辑于2022年，星期日一、磁介质及其磁化一、磁介质及其磁化1.磁介质磁介质磁介质磁介质1)什么是磁介质什么是磁介质在磁场的作用下会发生变化，并能反过来影响磁场的物质，称为在磁场的作用下会发生变化，并能反过来影响磁场的物质，称为磁磁介质介质。2)磁介质的磁化磁介质的磁化磁介质在磁场的作用所发生的变化磁介质在磁场的作用所发生的变化磁介质的磁化。磁介质的磁化。真空中的磁感应强度为真空中的磁感应强度为B0，磁介质磁化而产生的附加磁场为磁介质磁化而产生的附加磁场为B，总磁感应强度为总磁感应强度为B，则，则B 的方向，随磁介质的不同而不同。的方向，随磁

10、介质的不同而不同。第20页，共51页，编辑于2022年，星期日3)磁介质的分类磁介质的分类依据依据B与与B0的方向：的方向：顺磁质顺磁质B与与B0同向，同向，BB0，如锰、铬、铂、铝、钨、氮和氧等如锰、铬、铂、铝、钨、氮和氧等抗磁质抗磁质B 与与B0反向，反向，BB0，BB0，如铁、钴、镍及其合金，还有铁氧体物质等。如铁、钴、镍及其合金，还有铁氧体物质等。顺磁质和抗磁质又称为顺磁质和抗磁质又称为弱磁质弱磁质。第21页，共51页，编辑于2022年，星期日在物质的分子中在物质的分子中电子绕原子核作轨道运动电子绕原子核作轨道运动轨道磁矩轨道磁矩；电子本身的自旋电子本身的自旋 自旋磁矩自旋磁矩。分子内

11、分子内所有电子所有电子的全部磁矩的矢量和，称为的全部磁矩的矢量和，称为分子分子的固有磁矩的固有磁矩分子磁矩分子磁矩，用，用 表示表示。分子磁矩可以用一个分子磁矩可以用一个等效的圆电流等效的圆电流来表示，称为来表示，称为分子分子电流电流。2.2.磁介质的磁化磁介质的磁化磁介质的磁化磁介质的磁化1)分子电流和分子磁矩分子电流和分子磁矩即每个分子中的各电子的运动对外总的磁效应可等效即每个分子中的各电子的运动对外总的磁效应可等效一个小一个小环形电流环形电流环形电流环形电流(形成形成分子固有磁矩分子固有磁矩分子固有磁矩分子固有磁矩)。第22页，共51页，编辑于2022年，星期日分子中分子中电子电子的运动

12、都相当于一个的运动都相当于一个圆电流圆电流，其磁矩用，其磁矩用me来表示。来表示。由于电子带负电，电子的角动量由于电子带负电，电子的角动量L与其磁矩与其磁矩me方向相反。方向相反。在在外外磁磁场场B0中中，电电子子除除保保持持上上述述两两种种运运动动外外，在在受受到到磁磁力力矩矩MB作作用用下下将将发生发生进动进动。根据。根据2)附加磁矩附加磁矩 电电子子的的进进动动相相当当于于一一个个圆圆电电流流，将将产产生生一一个个附附加的磁矩加的磁矩 me.无无论论电电子子的的运运动动方方向向如如何何，me的的方方向向都都与与外外磁磁场场B0相相反反，即即产产生生了了抗抗磁磁性。性。emeL旋旋进进B0

13、emeLB0旋旋进进第23页，共51页，编辑于2022年，星期日3)3)顺磁质磁化机理顺磁质磁化机理顺磁质磁化机理顺磁质磁化机理来自分子的固有磁矩来自分子的固有磁矩来自分子的固有磁矩来自分子的固有磁矩无外磁场：无外磁场：分子的无规则热运动分子的无规则热运动分子磁矩取向混乱分子磁矩取向混乱物质并不显磁性物质并不显磁性未磁化状态未磁化状态加外磁场：加外磁场：分子固有磁矩受外磁场的作用分子固有磁矩受外磁场的作用分子磁矩沿外磁场方向排列分子磁矩沿外磁场方向排列产生附加的磁场产生附加的磁场B，与外场方向相同，与外场方向相同对于对于宏观小、微观大的体积元宏观小、微观大的体积元 V,对于对于宏观小、微观大的

14、体积元宏观小、微观大的体积元 V,每个分子的固有磁矩每个分子的固有磁矩但附加磁矩但附加磁矩第24页，共51页，编辑于2022年，星期日4)抗磁质磁化机理抗磁质磁化机理来自于外磁场作用下产生的附加磁矩来自于外磁场作用下产生的附加磁矩无外磁场：无外磁场：分子中每个分子中每个电子电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零，但的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和不为零，但分子的分子的固有磁矩固有磁矩等于零，即等于零，即 ，所以不显磁性。，所以不显磁性。加外磁场：加外磁场：分子中电子运动将受到影响分子中电子运动将受到影响引起与外磁场的方向相反的附引起与外磁场的方向相反的附加的加的轨道磁矩：轨道磁矩：出现与外磁场方向

15、相反的出现与外磁场方向相反的附加附加磁场磁场B；总总磁感应强度磁感应强度比外磁场的要略比外磁场的要略小一点。小一点。对于对于宏观小、微观大的体积元宏观小、微观大的体积元 V,第25页，共51页，编辑于2022年，星期日3.3.磁化强度磁化强度磁化强度磁化强度(magnetizationintensity)(magnetizationintensity)用来描述磁介质用来描述磁介质磁化程度磁化程度的物理量。的物理量。1)定义：定义：单位体积内分子总磁矩的矢量和，称为单位体积内分子总磁矩的矢量和，称为磁化强度磁化强度。2)单位：单位：安培安培/米米(A/m)3)说明：说明：磁化强度是描述磁介质磁化

16、的宏观物理量磁化强度是描述磁介质磁化的宏观物理量与介质特性、温度与统计规律有关与介质特性、温度与统计规律有关顺磁质顺磁质M与与B0同向，所以同向，所以B与与B0同方向同方向抗磁质抗磁质M与与B0反向，所以反向，所以B与与B0反方向反方向其中其中 V为为宏观小、微观大宏观小、微观大的体积元的体积元,为为 V内内分分子子总总磁磁矩矩的的矢矢量量和和，包包括括分分子子固固有有磁磁矩矩和和附附加加磁磁矩矩。对顺磁质对顺磁质对抗磁质对抗磁质均匀磁化：均匀磁化：第26页，共51页，编辑于2022年，星期日4.4.磁化电流磁化电流磁化电流磁化电流(magnetizationcurrent)(magnetiz

17、ationcurrent)在外磁场中，在磁介质的每一体积元在外磁场中，在磁介质的每一体积元 V中，中，顺磁质的分子磁矩的矢量和顺磁质的分子磁矩的矢量和 ，沿着外磁场方向，沿着外磁场方向 抗磁质的附加磁矩的矢量和抗磁质的附加磁矩的矢量和 ，逆着外磁场方向，逆着外磁场方向 可用可用等效的分子电流等效的分子电流来代替上述矢量和。来代替上述矢量和。在在通通电电I的的长长直直螺螺线线管管内内充充满满各各向向同同性性的的均均匀匀顺顺磁磁质质，磁磁介介质质被被均均匀匀磁磁化化.在在螺螺线线管管垂垂直直截截面面上上内内部部，成成对对的的方方向向相相反反的的分分子子电电流流互互相相抵抵消消，仅仅在在边边缘缘处处

18、形形成成了了大大的的环环形形电电流流I I，称称为为磁磁化化电电流流。整整体体看看来来，磁磁化化了了的的介介质质宛如一个由宛如一个由磁化电流构成的螺线管磁化电流构成的螺线管。设沿轴线单位长度上的磁化电流设沿轴线单位长度上的磁化电流(即即磁化电流磁化电流线密度线密度)为为 A，则对于截面积为，则对于截面积为S、长为、长为l的的一段磁介质圆柱，有一段磁介质圆柱，有 一般情况：一般情况：第27页，共51页，编辑于2022年，星期日 选取矩形选取矩形abcda为积分环路，其中为积分环路，其中bc和和da垂直于轴线，垂直于轴线，ab和和cd平平行于轴线，行于轴线，cd在磁介质外，于是有在磁介质外，于是有

19、该该结结果果是是普普遍遍成成立立的的，即即磁磁化化强强度度M沿沿任任意意闭闭合合环环路路L的的线线积积分分，等等于于穿穿过过以以积积分分环环路路L为为周周界界的的任任意意曲曲面面的的磁化电流磁化电流的代数和的代数和，即，即 在一般情况，磁化强度与磁介质表面不一定平行，设与在一般情况，磁化强度与磁介质表面不一定平行，设与表面外法线方向夹角为表面外法线方向夹角为 ，则，则或或第28页，共51页，编辑于2022年，星期日二、有磁介质时的高斯定理二、有磁介质时的高斯定理真空中的磁感应强度为真空中的磁感应强度为B0，磁介质磁化而产生的附加磁场为磁介质磁化而产生的附加磁场为B，总磁感应强度为总磁感应强度为

20、B，则，则磁化电流与传导电流都遵从磁化电流与传导电流都遵从毕奥毕奥 萨伐尔定律萨伐尔定律，则有，则有 则则这就是这就是有磁介质时的高斯定理有磁介质时的高斯定理，可以表述为：，可以表述为：对于总磁场对于总磁场B B来说，来说，磁场中任一闭合曲面的总磁通量恒等于零。磁场中任一闭合曲面的总磁通量恒等于零。第29页，共51页，编辑于2022年，星期日三、磁介质中的安培环路定理三、磁介质中的安培环路定理 磁场强度磁场强度1.1.磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理在磁介质内，取任一闭合回路在磁介质内，取任一闭合回路L，则，则磁化电流传导电流而而则则磁介

21、质中的安培环路定理：磁介质中的安培环路定理：磁场强度沿任何闭合回路的线积分，磁场强度沿任何闭合回路的线积分，等于通过该回路所包围的传导电流的代数和。等于通过该回路所包围的传导电流的代数和。定义：磁场强度定义：磁场强度第30页，共51页，编辑于2022年，星期日电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理第31页，共51页，编辑于2022年，星期日2.2.磁场强度与磁感应强度的关系磁场强度与磁感应强度的关系磁场强度与磁感应强度的关系磁场强度与磁感应强度的关系1)1)一般情况一般情况

22、一般情况一般情况2)2)各向同性的顺磁质和抗磁质中各向同性的顺磁质和抗磁质中各向同性的顺磁质和抗磁质中各向同性的顺磁质和抗磁质中磁化率相对磁导率绝对磁导率顺磁质：顺磁质：m0，r 1，M与与B同向同向抗磁质：抗磁质：m0，r1，M与与B反向反向实验规律实验规律第32页，共51页，编辑于2022年，星期日对于氧、氦和氮等气体，压强为对于氧、氦和氮等气体，压强为100 kPa.由表中数据可见，这顺磁质和抗由表中数据可见，这顺磁质和抗磁质的磁性都很弱，磁质的磁性都很弱，m r1)为的均为的均匀磁介质，圆柱面外为真空。试求匀磁介质，圆柱面外为真空。试求B和和H的分布，以及在半径为的分布，以及在半径为R

23、1的界面上的磁化电的界面上的磁化电流流 I 的大小。的大小。解解(1)求解求解B和和H的分布：的分布：根据有磁介质时的根据有磁介质时的安培环路定理安培环路定理及轴对称性求解。及轴对称性求解。1)2)3)第39页，共51页，编辑于2022年，星期日(2)求解半径为求解半径为R1的界面上的磁化电流的界面上的磁化电流 I :考虑到考虑到B,H和和M三者的方向一致，三者的方向一致，则则r R1，R1 r R2，利用式利用式 可得磁介质在半径为可得磁介质在半径为R1的界面内外侧的的界面内外侧的磁化电流线密度磁化电流线密度分别为分别为其中其中k k是是z轴方向上的单位矢量，总的轴方向上的单位矢量，总的磁化

24、电流磁化电流的大小为的大小为 方向沿方向沿z轴正方向，即与产生磁化场的内圆柱中传导电流方向相同。轴正方向，即与产生磁化场的内圆柱中传导电流方向相同。第40页，共51页，编辑于2022年，星期日11-3 铁磁质铁磁质铁磁质的特性：铁磁质的特性：1在外磁场作用下能产生很强的磁感应强度；在外磁场作用下能产生很强的磁感应强度；2当外磁场停止作用时，仍能保持其磁化状态；当外磁场停止作用时，仍能保持其磁化状态；3B与与H之间不是简单的线性关系；之间不是简单的线性关系；4铁磁质都有一临界温度。铁磁质都有一临界温度。在此温度之上，铁磁性完全消失而成为顺磁质在此温度之上，铁磁性完全消失而成为顺磁质居里温度居里温

25、度或或居里点居里点。铁铁1043镍镍630钴钴1390铁磁质的起因可以用铁磁质的起因可以用“磁畴磁畴”理论来解释。理论来解释。第41页，共51页，编辑于2022年，星期日一、磁畴一、磁畴一、磁畴一、磁畴u概念：概念：铁磁质内的电子之间因自旋引起的相互作用非常铁磁质内的电子之间因自旋引起的相互作用非常强烈，在内部形成了一些自发磁化的微小区域，叫做强烈，在内部形成了一些自发磁化的微小区域，叫做磁畴磁畴。每个磁畴中，各电子的自旋磁矩排列得很整齐。每个磁畴中，各电子的自旋磁矩排列得很整齐。磁畴大小约为磁畴大小约为10171021个原子个原子/10-12 10-8m3。u磁畴的显示：磁畴的显示：磁畴的变

26、化可用金相显微镜观测。磁畴的变化可用金相显微镜观测。在在无无外外磁磁场场的的作作用用下下磁磁畴畴取取向向平平均均抵抵消消，能能量量最最低，不显磁性。低，不显磁性。u铁磁质的磁化：铁磁质的磁化：在外磁场较弱时，自发磁化方向与外磁场方在外磁场较弱时，自发磁化方向与外磁场方向相同或相近的那些磁畴的体积将逐渐增大向相同或相近的那些磁畴的体积将逐渐增大(畴壁位移畴壁位移)；在外；在外磁场较强时，每个磁畴的自发磁化方向将作为一个整体，磁场较强时，每个磁畴的自发磁化方向将作为一个整体，在不同程度上转向外磁场方向在不同程度上转向外磁场方向(磁畴取向磁畴取向)；当所有磁畴都；当所有磁畴都沿外磁场方向排列时，铁磁

27、质的磁化就达到了饱和。沿外磁场方向排列时，铁磁质的磁化就达到了饱和。单晶磁畴结构示意图单晶磁畴结构示意图多晶磁畴结构示意图多晶磁畴结构示意图u饱和磁化强度饱和磁化强度Ms就等于每个磁畴中原来的磁化强度，该值是就等于每个磁畴中原来的磁化强度，该值是非常大的，所以铁磁质的磁性比顺磁质强得多。非常大的，所以铁磁质的磁性比顺磁质强得多。第42页，共51页，编辑于2022年，星期日磁磁畴畴自自发发磁磁化化方方向向的的改改变变还还会会引引起起铁铁磁磁质质中中晶晶格格间间距距的的改改变变，从从而而伴随着发生磁化过程铁磁体的长度和体积的改变，称为伴随着发生磁化过程铁磁体的长度和体积的改变，称为磁致伸缩磁致伸缩

28、。如如果果在在磁磁化化达达到到饱饱和和后后撤撤除除外外磁磁场场，铁铁磁磁质质将将重重新新分分裂裂为为许许多多磁磁畴畴，但但由由于于掺掺杂杂和和内内应应力力等等的的作作用用，磁磁畴畴并并不不能能恢恢复复到到原原先的退磁状态，因而表现出先的退磁状态，因而表现出磁滞现象磁滞现象。当当铁铁磁磁质质的的温温度度超超过过某某一一临临界界温温度度时时，分分子子热热运运动动加加剧剧到到了了使使磁磁畴畴瓦瓦解解的的程程度度，从从而而使使材材料料的的铁铁磁磁性性消消失失而而变变为为顺顺磁磁性性，这这个个临临界界温度称为温度称为居里点居里点。在在强强外外磁磁场场作作用用下下，铁铁磁磁质质的的磁磁化化就就达达到到了了

29、饱饱和和，铁铁磁磁质质的的磁磁性性比比顺顺磁磁质质强强得多。得多。单晶结构铁磁滞磁化过程示意图单晶结构铁磁滞磁化过程示意图 第43页，共51页，编辑于2022年，星期日第44页，共51页，编辑于2022年，星期日OHB二、二、二、二、磁化曲线磁化曲线装置：装置：螺绕环螺绕环待测磁性材料做成圆环样品，其上均匀待测磁性材料做成圆环样品，其上均匀绕上绕上初级线圈初级线圈初级线圈初级线圈和和次级线圈次级线圈次级线圈次级线圈。由次级线圈，实验测量由次级线圈，实验测量B。由由B和和H算出算出原理：原理：励磁电流励磁电流 I；用安培定理得；用安培定理得 铁磁质铁磁质 很大，且随外磁场而变化，很大，且随外磁场

30、而变化，B与与H之之间为非线性关系。由间为非线性关系。由 B和和H，可得，可得 =B/H.磁磁化化曲曲线线：对对不不同同 I(即即H)，对对应应不不同同的的B和和M，可得，可得B-H或或M-H曲线曲线。由由于于铁铁磁磁质质的的M比比H大大得得多多(约约102 106倍倍)，所所以以 B=0(H+M)0M，即即B-H与与M-H曲线曲线几乎一样。几乎一样。i max第45页，共51页，编辑于2022年，星期日u初始磁化曲线：初始磁化曲线：OA，H 增加，增加，B 增加增加ABB，H 变大，变大，B 急剧增大，急剧增大，BC，H 增加，增加，B缓慢增加缓慢增加CSS，H增加增加，B逐渐趋于饱和，逐渐

31、趋于饱和，Bs：饱和磁感应强度：饱和磁感应强度当全部磁畴都沿外磁场方向时，铁磁质的磁当全部磁畴都沿外磁场方向时，铁磁质的磁化就达到饱和状态。化就达到饱和状态。饱和磁化强度饱和磁化强度MS等于每个磁畴中原来的磁等于每个磁畴中原来的磁化强度，该值很大，这就是铁磁质磁性化强度，该值很大，这就是铁磁质磁性 r大大的原因。的原因。u磁化曲线的重要性磁化曲线的重要性根据根据BH之间的关系，若已知一个量可求出另一个量。之间的关系，若已知一个量可求出另一个量。在设计电磁铁，变压器以及一些电气设备时，磁化曲线是很重要在设计电磁铁，变压器以及一些电气设备时，磁化曲线是很重要的实验依据。的实验依据。BHOBHBsA

32、BSC第46页，共51页，编辑于2022年，星期日B的变化落后于的变化落后于H的变化的现象，叫做的变化的现象，叫做磁磁滞现象滞现象，简称，简称磁滞。磁滞。剩磁剩磁Br：当磁场强度减小到零时，磁感应当磁场强度减小到零时，磁感应强度并不等于零，而是仍有一定强度并不等于零，而是仍有一定的数值的数值Br，Br叫做叫做剩余磁感应强剩余磁感应强度度，简称，简称剩磁剩磁。饱和磁感应强度饱和磁感应强度BS：所有磁畴都与外场方向一致。相应的磁感所有磁畴都与外场方向一致。相应的磁感应强度称为应强度称为饱和磁感应强度饱和磁感应强度。矫顽力矫顽力HC：当当H=-Hc时，铁磁质的剩磁就消时，铁磁质的剩磁就消失了，铁磁质

33、不显磁性。通常把失了，铁磁质不显磁性。通常把Hc叫做矫顽力。叫做矫顽力。三、磁滞回线三、磁滞回线三、磁滞回线三、磁滞回线铁铁磁磁质质在在交交变变电电流流的的励励磁磁下下反反复复磁磁化化使使其其温温度度升升高高的的，要要损损失失能能量量，称称为为磁磁滞滞损损耗耗，磁磁滞滞损损耗耗与与磁磁滞滞回回线所包围的面积成正比。线所包围的面积成正比。磁磁滞滞现现象象是是由由于于掺掺杂杂和和内内应应力力等等的的作作用用，当当撤撤掉掉外外磁磁场场时时磁磁畴畴的的畴畴壁壁很很难恢复到原来的形状，而表现出来。难恢复到原来的形状，而表现出来。第47页，共51页，编辑于2022年，星期日右键单击右键单击“播放播放”第4

34、8页，共51页，编辑于2022年，星期日四、四、四、四、铁磁性材料铁磁性材料铁磁性材料铁磁性材料软磁材料：软磁材料：特特点点：相相对对磁磁导导率率和和饱饱和和B一一般般都都较较大大，但但矫矫顽顽力力小小(HcHC使磁芯呈使磁芯呈+Bs态，则负脉冲产态，则负脉冲产生生H HC使磁芯呈使磁芯呈 Bs态，可做为二进制的两个态。态，可做为二进制的两个态。BHoBHo第50页，共51页，编辑于2022年，星期日小小 结结磁介质及其磁化磁介质及其磁化磁介质磁介质 磁介质的磁化磁介质的磁化 磁化强度磁化强度磁介质中的安培环路定律磁介质中的安培环路定律磁场强度与磁感应强度的关系磁场强度与磁感应强度的关系铁磁质铁磁质铁磁质的特性铁磁质的特性 磁畴磁畴磁化曲线磁化曲线 磁滞回线磁滞回线 铁磁性材料铁磁性材料 稳恒磁场稳恒磁场 磁场的高斯定理磁场的高斯定理 安培环路定理安培环路定理第51页，共51页，编辑于2022年，星期日