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哈工大物理 第11章 磁场中的磁介质.ppt

发布:2017-12-08约4.11千字共35页下载文档
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故任一导线单位长度所受力的大小为: R A dB X Y a 例 如图所示,两根相互绝缘的无限长直导线1和2交接于O点, 两导线间夹角为?,通有相同的电流I。试求单位长度的导线 所受磁力对O点的力矩。 I I O ? 1 2 ? 解:导线1在 处激发的磁场的大小 电流元 受到的磁力为 大小: 该力对O点的力矩 根据: 任一段单位长度的导线对O点的力矩: 例 : 有一无限长圆柱形导体和一无限长薄圆筒形导体,都 通有沿轴向均匀分布的电流, 外半径都为R。今取长为 l,宽为 2R的矩形平面 ABCD 和 A ′B ′C ′D ′, AD及A`D` 正好在圆柱的 轴线上。 问: 通过ABCD和A ′B ′C ′D ′的磁通量大小各是多少? 解: 圆柱形载流导体的磁感应强度的分为: 故穿过ABCD的磁通量为: A B D C l A ′ B ′ C ′ D′ A B D C l A ′ B ′ C ′ D′ 薄 圆筒载流导体在空间的磁感应强度分布为: 故通过A ′B ′C ′D ′的磁通量为: 例: 求图中 O 点处的磁感应强度B. 由 即 解:O 在 AB, CD 直线上,故在O 点产生的磁场均为零。 两段圆弧在 O 点产生磁场方向相反,有 I O A B C D r 第11章 磁场中的磁介质 11-1 磁介质 磁化强度 11-3 铁磁质 11-2 有介质时的安培环路定理 磁场强度 介质磁化后的附加磁感强度 真空中的磁感强度 磁介质中的总磁感强度 11-1 磁介质 磁化强度 什么是磁介质? 能够影响磁场分布的物质。 I I 长直密绕螺线管 一、磁介质对磁场的影响 实验表明: 磁介质分类: ? 顺磁质 ? 抗磁质 ? 铁磁质 几百、几千倍 锰、铬、氮气---- 银、铜、氢…. 铁、钴、镍及其合金 弱磁性物质 又称为固有磁矩 顺磁质、铁磁质:分子存在固有磁矩。 抗磁质: 分子的固有磁矩为零 不管哪种介质,在无外场时,对外都不显现磁性 顺磁质 抗磁质 分子电流假说: 分子磁矩: 二、磁介质的磁化机理 无外磁场 顺 磁 质 的 磁 化 有外磁场 1. 顺磁质的磁化机理 热运动分子磁矩无规则排列,不显磁性 同方向。 与 2. 抗磁质的磁化机理 当 时, 力矩 抗磁质: 与 反向, 产生附加磁矩 ----感生磁矩: 高速旋转的电子产生进动 电子的进动 1 . 磁化强度 顺磁质 与 同向; 抗磁质 与 反向。 2 .磁化电流(束缚电流) 以长直螺线管为例 三、磁化强度矢量 管内充各向同性均匀顺磁质,磁化, 电场中的电介质:极化 极化电荷 极化强度 电位移 磁场中的磁介质:磁化 磁化电流 磁化强度 磁场强度 定义:在垂直磁化面电流方向的单位长度上 的磁化电流,称为磁化电流密度 即有 对长为 l 的均匀介质: 真空中: 介质中: 为穿过回路的总电流 定义: --- 磁场强度,单位:安/米 两边同除以 一. 介质中的安培环路定理 11-2 有介质时的安培环路定理 磁场强度 讨论: 1)实验表明: 称为磁化率 2) 对各向同性的均匀磁介质 传导 磁介质中的安培环路定理 磁场强度的环流,等于该环路包围的传导电流的代数和。 即: 当磁场不太强时 二. 有介质时的高斯定理 因有介质时,磁化电流的磁场线也是闭合线 介质中的高斯定理: 传导电流分布对称情况下?求H 磁介质均匀各向同性情况下?求 B=μ0 μrH 三. 磁介质存在时安培环路定理的应用 例11-1 无限长均匀密绕螺线管,通以电流I,管内充有相对磁导率为 的各向同性的均匀介质,若单位长度线圈 匝数为n,求介质中的 和 。 解: 分析磁场分布, 作环路abcda a b d c I 例11-2 有两个半径分别为 和 的“无限长”同轴圆筒形导体,在它们之间充以相对磁导率为 的均匀各向同性磁介质.当两圆筒通有相反方向的电流 时,试 求(1)磁介质中任意点 P 的磁感应强度的 大小;(2)圆柱体外面一点 M 的 磁感强度. 解 : 对称性分析 I P I I M 磁 通 计 实验电路: R A 铁磁质 11-3 铁磁质 一. 铁磁质的磁化规律 测 铁磁质 关系非线性, 也不单值, 形式上表示为 可得到B ~ H曲线: 1) 起始磁化曲线 Oa段 起始段 C点后:饱和段 ab 段 直线段(b点称为膝部) H 2) 磁滞回线 H B a b c O Br -- 剩磁 Hc --矫顽力 铁磁质中 B 的变化总是落后于外加磁场 H 的
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