电动力学第三章静磁场.pptx

电动力学第三章静磁场12021/10/10/周日

目录contents磁场基本概念与定律静磁场中的介质静磁场中的电流与运动电荷静磁场能量与磁路计算静磁场在实际问题中应用总结与展望22021/10/10/周日

磁场基本概念与定律0132021/10/10/周日

磁场是存在于磁体周围的一种物质，它通过对放入其中的磁体产生力的作用而表现出自己的存在。磁场具有方向性，其方向由磁感线的切线方向表示；磁场强度的大小用磁感线的疏密程度表示；磁场对放入其中的磁体有力的作用。磁场定义及性质磁场性质磁场定义42021/10/10/周日

表示磁场强弱和方向的物理量，通常用符号B表示，单位是特斯拉（T）。磁感应强度描述磁介质磁化程度的物理量，用符号M表示，单位与磁感应强度相同。磁化强度与磁感应强度之间的关系取决于磁介质的性质。磁化强度磁感应强度与磁化强度52021/10/10/周日

形象地描述磁场分布和方向的曲线，磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。磁场线表示磁场通过某一面积的多少的物理量，用符号Φ表示，单位是韦伯（Wb）。磁通量与磁感应强度和面积之间的关系由高斯定理给出。磁通量磁场中通过任一闭合曲面的磁通量等于零，即磁单极子不存在。高斯定理磁场线、磁通量及高斯定理62021/10/10/周日

安培环路定律表示磁场强度沿任何闭合路径的线积分等于穿过此路径所包围的面积的电流代数和的μ0倍。该定律揭示了电流产生磁场的规律。毕奥-萨伐尔定律表示电流元在空间某点产生的磁感应强度的大小和方向与该电流元的大小、方向以及该点到电流元的距离有关。该定律是计算电流产生磁场的基本公式之一。安培环路定律与毕奥-萨伐尔定律72021/10/10/周日

静磁场中的介质0282021/10/10/周日

特点不同磁介质对外磁场的响应不同，与其内部的原子结构有关。铁磁质具有强磁性，磁化后可保留磁性。抗磁质具有微弱的磁性，磁化方向与磁场方向相反。分类磁介质可分为顺磁质、抗磁质和铁磁质三类。顺磁质具有微弱的磁性，磁化方向与磁场方向相同。磁介质分类及特点92021/10/10/周日

磁介质在外磁场作用下，内部磁矩发生变化，产生附加磁场的现象。磁化现象当磁场强度反向时，磁感应强度随之反向并逐渐增强。反向磁化区描述磁介质磁化过程中磁场强度与磁感应强度之间关系的曲线。磁化曲线磁场强度较弱时，磁感应强度随磁场强度线性增加。起始磁化区磁场强度增加到一定程度后，磁感应强度增加速度减缓，最终趋于饱和。饱和磁化区0201030405磁化现象与磁化曲线102021/10/10/周日

磁阻：表示磁场通过磁介质时遇到的阻力。磁阻大小与磁介质的性质、形状和尺寸有关。磁阻越大，磁场通过磁介质时衰减越严重。磁导率：表示磁介质磁性的物理量，等于磁感应强度与磁场强度之比。绝对磁导率：真空中的磁导率。相对磁导率：磁介质磁导率与真空磁导率之比。010402050306磁导率与磁阻概念112021/10/10/周日

01边界条件：描述磁场在磁介质边界处的行为。02磁场强度在边界两侧连续。03磁感应强度在边界两侧法向分量连续。04连接方式：磁介质之间的连接方式会影响磁场的分布。05直接接触：磁介质之间无间隔，磁场连续分布。06间接接触：磁介质之间存在间隔，如空气隙，磁场在间隔处发生突变。边界条件及连接方式122021/10/10/周日

静磁场中的电流与运动电10/10/周日

F=qvB，其中F为洛伦兹力，q为电荷量，v为电荷运动速度，B为磁场强度。洛伦兹力公式使用左手定则，四指指向正电荷运动方向，磁场穿过掌心，大拇指所指方向即为洛伦兹力方向。方向判断洛伦兹力公式及方向判断142021/10/10/周日

霍尔效应原理当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的平行于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应。应用霍尔元件、磁流体发电、磁强计等。霍尔效应原理及应用152021/10/10/周日

电流元在磁场中受力分析受力公式dF=Idl×B，其中dF为电流元受力，I为电流强度，dl为电流元长度，B为磁场强度。受力方向使用左手定则，四指指向电流方向，磁场穿过掌心，大拇指所指方向即为受力方向。162021/10/10/周日

毕奥-萨伐尔定律dB=μ0/4π*(Idl×r0/r^3)，其中dB为电流元Idl在空间中某点P处产生的磁感应强度，r0为电流元到P点的位矢，r为电流元到P点的距离。运动电荷产生磁场将运动电荷视为电流，利用毕奥-萨伐尔定律计算其在空间中产生的磁场。需注意电荷运动速度与观察点位置的关系，以确定磁场方向。运动电荷产生磁场计算172021/10/10/周日

静磁场能量与磁路计10/10/周日

123表示单位体积内磁场所具有的能量，与磁场强度和磁感应强度有关。磁