第3章-恒定磁场-2.ppt

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1、第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场2.磁通连续性原理 表明磁感应线是连续的，亦称为磁场中的高斯定律。直角坐标系3.磁感应线磁感应线穿过非闭合面 S 的磁通单位：Wb(韦伯)根据有磁感应线方程散度定理图3.2.2 B 的通量下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场磁感应线的性质：图3.2.3 导线位于铁板上方图3.2.4 长直螺线管的磁场磁感应线是闭合的曲线;磁感应线不能相交；磁感应强处，磁感应线稠密，反之，稀疏。闭合的磁感应线与交链的电流成右手螺旋关系；下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场图3.2.5 一对反向电流传输线图3.2.6 一对同向电流传输线图3.2.7 两对反

2、相电流传输线图3.2.8 两对同向电流传输线下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场3.2.2 安培环路定律(Aperes Circuital Law)1.恒定磁场的旋度在直角坐标系中 （毕奥沙伐定律）恒定磁场是有旋场（有电流区）（无电流区）旋度运算后，得到下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场2.真空中的安培环路定律用斯托克斯定理 环路上的 B 仅与环路交链的电流有关吗？真空中的安培环路定律 B 的旋度等式两边取面积分思考当电流与安培环路呈右手螺旋关系时，电流取正值，否则取负；下 页上 页返 回 安培定律示意图第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场根据对称性例3.2.1 试求

3、无限大载流导板产生的磁感应强度 B。解：定性分析场分布，取安培环路与电流呈右手螺旋下 页上 页返 回图3.2.9 无限大载流导板第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场解：平行平面磁场,例 3.2.2 试求载流无限长同轴电缆产生的磁感应强度。故安培环路定律下 页上 页返 回图3.2.10 同轴电缆第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场得到得到下 页上 页返 回图3.2.12 同轴电缆的磁场分布图3.2.10 同轴电缆第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场3.介质的磁化（magnetization）2）介质的磁化 无外磁场作用时，介质对外不显磁性，1）磁偶极子(magnetic dipole)在外磁场作用下，磁偶极

4、子发生旋转，Am2 磁偶极矩(magnetic dipole moment)图3.2.14 介质的磁化下 页上 页返 回图3.2.13 磁偶极子m=IdSdS第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场 转矩为 Ti=miB，旋转方向使磁偶极矩方向与外磁场方向一致，对外呈现磁性，称为磁化现象。磁化强度（magnetization Intensity）（A/m）图3.2.15 磁偶极子受磁 场力而转动下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场3）磁化电流体磁化电流面磁化电流例 3.2.3 判断磁化电流的方向。有磁介质存在时，场中的 B 是自由电流和磁化电流共同作用，在真空中产生的。磁化电流具有与传导

5、电流相同的磁效应。下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场4）磁偶极子与电偶极子对比下 页上 页返 回模 型极化与磁化 电场与磁场电偶极子磁偶极子第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场4.有磁介质时的环量与旋度移项后定义：磁场强度 A/m则有安培环路定律下 页上 页返 回图3.2.16 H 与I 成右螺旋关系第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场图3.2.17 中三条环路上的 H 相等吗？环量相等吗？图3.2.17 H 的分布与磁介质有关图3.2.16 中环路 L 上任一点的 H 与 I3 有关吗？有磁介质存在时，重答上问。安培环路定律思考下 页上 页返 回图3.2.16 H 与I 成右螺旋关系

6、第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场5.B 与 H 的关系实验证明，在各向同性的线性磁介质中积分式对任意曲面 S 都成立，则恒定磁场是有旋场6.H 的旋度即mr相对磁导率。斯托克斯定律斯托克斯定律 磁化率。H/m磁导率下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场 解:在镯环中,，为有限值，故H=0。例3.2.4 一矩形截面的镯环，镯环上绕有 N 匝线圈，电流为 I，如图示，试求气隙中的 B 和 H。取安培环路的半径 ,且环路与 I 交链，图3.2.18 镯环磁场分布忽略边缘效应下 页上 页返 回第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场 解:平行平面磁场，且轴对称，故 例 3.2.5 有一磁导率为，半径为 a 的无限长导磁圆柱，其轴线处有无限长的线电流 I，圆柱外是空气，磁导率为 0，试求 B，H 与 M 的分布。磁场强度下 页上 页返 回图3.2.19 磁场分布第第 三三 章章恒定磁场恒定磁场=下 页上 页返 回图3.2.20 场量分布