《电磁场与电磁波》课件_4.2节.ppt

4.2磁介质的磁化、磁场强度物质的分类磁化强度磁化介质的磁矢位束缚电流密度媒质的本构方程本节要点

1.物质的分类抗磁体(diamagnetic)—感受轻微推斥力的物质。顺磁体(paramagnet)—受到轻微力量拉向中心的物质。铁磁体(ferromagnetic)—被磁力吸进去的物质。铁磁物质所受磁力可能是顺磁物质所受磁力的5000倍。如铁、磁铁矿等像金属铝、铜等由于顺磁物质与抗磁物质所受的力很弱，因此将它们归在一起，统称为非磁性物质，且非磁性物质的磁导率与自由空间的相同。所有的有机化合物和大部分无机化合物是抗磁体

2.磁性物质的磁化其磁偶极矩的表达式为在没有外加磁场时，就一般媒质而言，由于各分子磁矩的取向随机而相互抵消，对外不呈磁性。在外施磁场作用下，各分子磁矩沿磁场方向排列，媒质内部磁偶极子的有序排列，相当于沿媒质表面流动的这些电流称为束缚电流(boundcurrent)它在媒质内部产生一个附加场。分子中的电子以恒速围绕原子核作圆周运动形成分子电流，它相当于一个微小电流环可以等效为磁偶极子

3.磁化的物理过程(a)(b)(c)(a)磁偶极子随机排列的磁性物质(b)外场使磁偶极子有序排列(c)(b)中排列好的电流环等效于沿物质表面的电流

4.磁化强度设在体积内有n个原子，pmi是第i个原子的磁矩，于是单位体积的磁矩定义为设在磁化介质中取一个体积元，其磁矩为，由它所产生的磁矢位为体积V内的磁化磁矩所产生的磁矢位为如果M??，表明该物体是已经磁化的

5.束缚电流密度利用恒等式磁矢位可重写为束缚体电流密度束缚面电流密度

6.本构方程(constitutiveequations)对于线性、均匀、各向同性的媒质，有比例常数称为磁化率(magneticsusceptibility)本构方程——媒质的磁导率(permeability)——在计算磁化后总的合成磁场时，可以把媒质所占空间视为真空，由束缚电流和自由电流在真空中产生的磁场进行叠加

讨论对于顺磁物质，?m数量级为10-3的正数；对于抗磁物质，?m数量级为10-6?10-9的负数；对于上述两种物质的?r都接近于1。一般工程中常把这些物质的磁性质看作与真空相同。铁磁物质的B与H不成线性关系，且B与H的函数关系随铁磁物质的结构而异，但仍满足B=?H，只是其中的?不再是常数。BrHm-HmBm-BmBr为剩余磁通硬磁材料----永久磁铁（直流电机）软磁材料----交流电磁滞回线-----每周磁滞损耗

磁滞回线