磁介质的磁化磁场强度.ppt

1 3.2 磁介质的磁化、磁场强度 1、磁介质（媒质的磁性） （1） 分类: 抗磁体：轻微推斥力（有机、无机化合物） (Diamagnetic) 顺磁体：轻微吸引力（铝、铜） (Paramagnet) 铁磁体：强烈吸引力（铁、磁铁矿） (Ferromagnetic) （2）磁化 ①原理： 微小电流环 磁偶极子 磁偶极距： 磁化强度矢量M ③ 媒质的本构方程(Constitutive Equations) 3.3 恒定磁场的边界条件 2、分界面方向（Js=0） 物理意义： （1） 如θ2=0， 则θ1=0。 磁场垂直穿过两种磁介质的分界面时， 磁场的方向不发生改变， 且数值相等； （2） 如果μ2μ1， 且θ2≠90°， 则θ1→0。 磁场由铁磁体物质穿出进入一个非磁性物质的区域时， 磁场几乎垂直于铁磁体物质的表面， 这与电场垂直于理想导体的表面类似。 【例3-6】 设x0的半空间充满磁导率为μ的均匀媒质， x0的半空间的磁导率为μ0， 现有一无限长直电流I沿z轴正向流动， 且处在两种媒质的分界面上， 如图3-13所示。 求两种媒质中的磁通密度。 3.4 自感和互感 1、自感（单个电流回路） 磁链（全磁通）：如果一个回路是由一根导线密绕成N 匝， 则穿过这个回路的总磁通等于各匝磁通之和 自感(Self Inductance)：穿过回路的磁链Ψ是由回路本身的电 流I产生，则磁链Ψ与电流I的比值 自感(Self Inductance)：穿过回路的磁链Ψ是由回路本身的电 流I产生，则磁链Ψ与电流I的比值 2、互感（两个电流回路） 互感(Mutual Inductance)：如果回路C1中电流I1所产生的磁场 与回路C2相交链的磁链为Ψ12， 则比值 【例3-7】 求如图3-14所示双线传输线单位长度的自感， 导线半径为a， 导线间距离Da。 【例3-8】 有一长方形闭合回路与双线传输线同在一平面内， 如图3-15所示， 回路两长边与传输线平行， 求传输线与回路之间的互感。 恒定磁场的边值问题 1、唯一性定理 2、直角坐标系（A=axAx+ayAy+azAz） 【例3-5】 沿z轴方向和+y方向为无限长的铁磁体槽， 其内有一很长的z轴方向电流I， 如图3-8所示。 如果铁磁体的磁导率μ→∞。 试写出槽内磁矢位A应满足的微分方程及边界条件。 解题过程： ①作图分析，判断有源和无源区域 ②写出磁矢位A表达式，写出其微分方程 ③根据分析，写出磁场强度的边界条件 ④根据磁矢位和磁场强度关系写出A的边界条件 1、课本P72的习题3.12， P73的3.15 第3章 恒定电流的磁场 非磁性物质 磁性物质 等效 图3-10 分子磁偶极矩 （右手螺旋关系） 磁偶极子的排列 随机排列； (b) 有序排列；  (c) 排列好的电流环等效于沿物质表面的电流 束缚电流 磁化 磁偶极子有序排列增强外加磁场B束缚电流 束缚电流体密度和面密度 磁化和极化的区别 人为 规定 电偶极子有序排列 减弱外加电场E 束缚电荷 磁偶极子有序排列 增强外加磁场B 束缚电流 JSb 原理 过程 电偶极子（真实） 电偶极矩 极化强度 P 磁偶极子（虚拟） 磁偶极矩 磁化强度 M 基本 物理量 极化 磁化 重点 线性 均匀 各向同性 合 成 场 媒质 附加场 极化 磁化 重点 （极化性质） （电导性质） （磁化性质） 两种磁介质的边界 法向连续，切向不连续 边界条件 A1=A2 H1πρ+H2πρ=I 在两种媒质的交界面上磁通密度的法向分量连续，  B1=B2=B 再利用媒质的本构方程： 综合上述分析, 可以求得两种媒质中的磁通密度为 解 由于导磁媒质是均匀的，所以媒质内部无磁化电流。在两种媒质的分界面上，由于磁场与界面垂直，故也没有磁化电流。但在电流与媒质相接触的媒质分界面上，存在磁化电流Ib。现以z轴为中心轴，根据安培定律： 即  2πρB=μ0(I+Ib) 将前面算出的磁通密度表达式代入可得磁化电流为 （线性媒质） 正比 正 比 （回路的形状、 尺寸、 匝数及媒质的磁导率） （回路的形状、 尺寸、 匝数及媒质的磁导率） （符号判断：1对2的磁链 和2自身磁链方向，如 相同，+；如相反，-） 图3 - 14 双导线自感的计算 （矢量泊松 方程） 同静电场的泊松方程比较：