1、上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出1(magnetic medium) 第五章第五章 磁介質(zhì)磁介質(zhì)上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出25.1磁介質(zhì)的磁介質(zhì)的磁化磁化知識(shí)點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)：磁介質(zhì)的分類；磁介質(zhì)的分類；磁化強(qiáng)度；磁化強(qiáng)度；磁化電流；磁化電流；有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理及其應(yīng)用有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理及其應(yīng)用上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出3 物質(zhì)的每一個(gè)分子均可等效成一個(gè)環(huán)形電物質(zhì)的每一個(gè)分子均可等效成一個(gè)環(huán)形電流流, ,這個(gè)等效的環(huán)形電流稱為這個(gè)等效的環(huán)形電流稱

2、為“分子電流分子電流”，其，其磁矩叫磁矩叫“分子磁矩分子磁矩”，或叫，或叫“分子固有磁矩分子固有磁矩”。iSenmiSe=一、安培的分子電流模型上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出4分子電流：分子電流：是由原子內(nèi)電子繞核的軌道運(yùn)是由原子內(nèi)電子繞核的軌道運(yùn)動(dòng)、各電子的自旋運(yùn)動(dòng)以及原子核的自旋運(yùn)動(dòng)、各電子的自旋運(yùn)動(dòng)以及原子核的自旋運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。動(dòng)構(gòu)成的。iSenmiSe=電子軌道磁矩電子軌道磁矩電子自旋磁矩電子自旋磁矩原子核的磁矩原子核的磁矩分子磁矩分子磁矩 ：em用現(xiàn)代觀點(diǎn)看用現(xiàn)代觀點(diǎn)看em描繪了分子的磁學(xué)性質(zhì)描繪了分子的磁學(xué)性質(zhì)上頁上頁 下頁下頁 返回返回

3、 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 電子的進(jìn)動(dòng)：電子的進(jìn)動(dòng)：在外磁場在外磁場 的作的作用下，分子或原子中和每個(gè)電子用下，分子或原子中和每個(gè)電子相聯(lián)系的磁矩都受到磁力矩的作相聯(lián)系的磁矩都受到磁力矩的作用，由于分子或原子中的電子以用，由于分子或原子中的電子以一定的角動(dòng)量作高速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)，一定的角動(dòng)量作高速轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)，每個(gè)電子除了保持環(huán)繞原子核的每個(gè)電子除了保持環(huán)繞原子核的運(yùn)動(dòng)和電子本身的自旋以外，還運(yùn)動(dòng)和電子本身的自旋以外，還要附加電子磁矩以外磁場方向?yàn)橐郊与娮哟啪匾酝獯艌龇较驗(yàn)檩S線的轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為電子的軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為電子的進(jìn)動(dòng)進(jìn)動(dòng)。0B陀螺的進(jìn)動(dòng)陀螺的進(jìn)動(dòng)上頁上頁 下頁下頁 返回返

4、回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出6電子磁矩電子磁矩 與電子的軌道角動(dòng)量與電子的軌道角動(dòng)量 0mL0/= /2Iqt e Tewp= DD=二者反向二者反向L0erI0m分子附加磁矩分子附加磁矩 產(chǎn)生過程的經(jīng)典解釋產(chǎn)生過程的經(jīng)典解釋emD2200=2r emIS I rpwpp=02emLm=20Lmrw=上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出7可以證明可以證明: 當(dāng)剛體受到一個(gè)當(dāng)剛體受到一個(gè)與其角與其角動(dòng)量垂直的力矩動(dòng)量垂直的力矩作用時(shí)作用時(shí),該該剛體作拉莫?jiǎng)傮w作拉莫進(jìn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)，L的端點(diǎn)的端點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)。作圓周運(yùn)動(dòng)。加上一個(gè)外磁場加上一個(gè)

5、外磁場 后電子的軌道運(yùn)動(dòng)受到的磁力矩后電子的軌道運(yùn)動(dòng)受到的磁力矩為為 ，磁力矩，磁力矩 垂直于垂直于 ，也就是垂，也就是垂 直于角直于角動(dòng)量動(dòng)量 。 00MmB=0BM0mL0/2mem L= -L0eI0B0B0m上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出8L的端點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的角速度的端點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的角速度 稱為進(jìn)動(dòng)角速度稱為進(jìn)動(dòng)角速度, 求法如下求法如下0002eMmBL Bm= -根據(jù)角動(dòng)量定理（即動(dòng)量矩定理），有根據(jù)角動(dòng)量定理（即動(dòng)量矩定理），有MdL dt0sin2eBMLmq=L0eI0B0B0m0sinsin2eBddLMdtLdtLmjqqW

6、=dLd02eBmW =與外磁場同向與外磁場同向上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出9電子因進(jìn)動(dòng)而產(chǎn)生附加磁矩電子因進(jìn)動(dòng)而產(chǎn)生附加磁矩 與外磁場反向與外磁場反向emD因?yàn)殡娮訋ж?fù)電因?yàn)殡娮訋ж?fù)電, 所以所以 與與 反向。反向。emDL0eI0B0B0memD0eimmD=D所以分子的附加磁矩所以分子的附加磁矩 與與外磁場外磁場 反方向在磁介反方向在磁介質(zhì)內(nèi)部，附加磁矩產(chǎn)生的附質(zhì)內(nèi)部，附加磁矩產(chǎn)生的附加磁場加磁場 與與 反向。這反向。這就是就是抗磁性的根源抗磁性的根源emD0B0BB上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退

7、出10二、磁介質(zhì)的分類 順磁質(zhì)順磁質(zhì) 抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)1）弱磁質(zhì)）弱磁質(zhì)固有磁矩不為零的分子組成，例固有磁矩不為零的分子組成，例 Al,n,O2 固有磁矩為零的分子組成，例固有磁矩為零的分子組成，例Cu,Ag,H2 2）鐵磁質(zhì)）鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)是特殊的順磁質(zhì)被磁化后表現(xiàn)出鐵磁質(zhì)是特殊的順磁質(zhì)被磁化后表現(xiàn)出很強(qiáng)的磁性例很強(qiáng)的磁性例Fe，Co，Ni 上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出11三、磁介質(zhì)的磁化 磁化電流 磁化強(qiáng)度1、磁化、磁化 （magnetization）：）： 在磁場作用下，介質(zhì)出現(xiàn)磁性或磁性在磁場作用下，介質(zhì)出現(xiàn)磁性或磁性發(fā)生變化的現(xiàn)象。發(fā)生變化的

8、現(xiàn)象。上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出12 1). 順磁質(zhì)順磁質(zhì)的磁化的磁化熱運(yùn)動(dòng)使熱運(yùn)動(dòng)使 完全完全混亂不顯磁性?；靵y不顯磁性。0m無外磁場無外磁場 趨 于 外 磁 場 的趨 于 外 磁 場 的方向方向, ,對(duì)外顯示磁性對(duì)外顯示磁性0m0B有外磁場有外磁場0m上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出13磁介質(zhì)表面出現(xiàn)宏觀電流磁介質(zhì)表面出現(xiàn)宏觀電流-磁化電流磁化電流NSBBP空間任何一點(diǎn)的空間任何一點(diǎn)的 且介質(zhì)內(nèi)部且介質(zhì)內(nèi)部0BBB0BB磁介質(zhì)內(nèi)部任意體元磁介質(zhì)內(nèi)部任意體元 內(nèi)內(nèi)V0emD順磁質(zhì)磁化的宏觀效果順磁質(zhì)

9、磁化的宏觀效果上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出142） 抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)的磁化的磁化抗磁質(zhì)的分子固有磁矩為抗磁質(zhì)的分子固有磁矩為 0。不顯磁性不顯磁性00 m =，附加磁矩附加磁矩 與磁與磁化場方向相反化場方向相反0B顯示抗磁性顯示抗磁性0BeimDeimD上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出150BeimDNSB0B磁介質(zhì)表面出現(xiàn)宏觀電流磁介質(zhì)表面出現(xiàn)宏觀電流-磁化電流磁化電流磁介質(zhì)內(nèi)部任意體元磁介質(zhì)內(nèi)部任意體元 內(nèi)內(nèi)空間任何一點(diǎn)的空間任何一點(diǎn)的 , ,且介質(zhì)內(nèi)部且介質(zhì)內(nèi)部0BBBV0eimD0BB抗磁質(zhì)磁化的宏

10、觀效果抗磁質(zhì)磁化的宏觀效果上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出162、磁化強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度eimMV=D1)定義：定義：磁介質(zhì)中磁介質(zhì)中, ,某點(diǎn)附近單位體積內(nèi)分子某點(diǎn)附近單位體積內(nèi)分子磁矩的矢量和磁矩的矢量和, ,叫磁化強(qiáng)度叫磁化強(qiáng)度, ,用用 表示表示.MmASI :磁磁介介質(zhì)質(zhì)B如果磁介質(zhì)的某區(qū)域中各點(diǎn)相同，如果磁介質(zhì)的某區(qū)域中各點(diǎn)相同，就說該區(qū)域是被均勻磁化的。就說該區(qū)域是被均勻磁化的。eimMV=D=lSSlaa=上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出173 磁化電流磁化電流1. 磁化電流密度磁化電流密度 與

11、磁化強(qiáng)度與磁化強(qiáng)度 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 M0BSMnemiPl 一般的，介質(zhì)表面不一定與磁化強(qiáng)度平行。一般的，介質(zhì)表面不一定與磁化強(qiáng)度平行。Msinaq=Mnea=結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)介質(zhì)外為真空時(shí)，介質(zhì)表面磁化電流當(dāng)介質(zhì)外為真空時(shí)，介質(zhì)表面磁化電流的線密度等于該處磁化強(qiáng)度與介質(zhì)表面外法線的線密度等于該處磁化強(qiáng)度與介質(zhì)表面外法線單位矢量的叉積單位矢量的叉積上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出182. 磁化電流磁化電流 與磁化強(qiáng)度與磁化強(qiáng)度 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 IM上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 5.2 有磁介質(zhì)

12、時(shí)磁場的基本規(guī)律有磁介質(zhì)時(shí)磁場的基本規(guī)律知識(shí)點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)：磁場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度H、磁場中的環(huán)路定理；、磁場中的環(huán)路定理；磁化率、磁導(dǎo)率；磁化率、磁導(dǎo)率；磁介質(zhì)的邊值關(guān)系磁介質(zhì)的邊值關(guān)系 上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出23 5.2 有磁介質(zhì)時(shí)磁場的基本規(guī)律有磁介質(zhì)時(shí)磁場的基本規(guī)律0=()oLB dlIIm+一、磁場強(qiáng)度 ，有磁介質(zhì)時(shí)

13、的環(huán)路定理 H上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出240=()oLB dlIIm+0(+)oLIM dlm=00=LBMdlIm驏-桫0=BHMm-令：令： 磁場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度 H0=LH dl I上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出250=LH dl I 磁場強(qiáng)度沿任意閉合路徑的環(huán)流等于穿過該磁場強(qiáng)度沿任意閉合路徑的環(huán)流等于穿過該閉合路徑所包圍面積的自由電流的代數(shù)閉合路徑所包圍面積的自由電流的代數(shù)和。和。靜磁場的安培環(huán)路定理靜磁場的安培環(huán)路定理 （或關(guān)于（或關(guān)于 的安培環(huán)路定理）的安培環(huán)路定理） H上頁上頁 下頁下

14、頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出26實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：系數(shù)系數(shù) m m稱為稱為“磁化率磁化率”。是一個(gè)無量綱的純數(shù)。是一個(gè)無量綱的純數(shù)。mMH 二、 三矢量之間的關(guān)系 , ,H B M 0BHMm=-上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出27HBMBHm00HB)1 (m0HBr0BH令：令： 稱為磁介質(zhì)的稱為磁介質(zhì)的“相對(duì)磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率”)1 (mr令：令： 稱為稱為磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率r0三、線性磁介質(zhì)r111順磁質(zhì)順磁質(zhì)抗磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出28（1

15、）在真空中：）在真空中：001Mcm=mr（2）在順磁質(zhì)中：）在順磁質(zhì)中：10rm（3）在抗磁質(zhì)中：）在抗磁質(zhì)中：10rm上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出29ssdB0-靜磁場的高斯定理靜磁場的高斯定理四、 磁介質(zhì)存在時(shí)靜磁場的基本規(guī)律0LH dlI-靜磁場的安培環(huán)路定理靜磁場的安培環(huán)路定理上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出30環(huán)路定理應(yīng)用：環(huán)路定理應(yīng)用：對(duì)于有磁介質(zhì)的情形，若磁介質(zhì)的對(duì)于有磁介質(zhì)的情形，若磁介質(zhì)的形狀具有對(duì)稱性，且置于具有相應(yīng)對(duì)稱性的外磁場形狀具有對(duì)稱性，且置于具有相應(yīng)對(duì)稱性的外磁場中，并使

16、得磁介質(zhì)內(nèi)外的總磁場中，并使得磁介質(zhì)內(nèi)外的總磁場H或或B具有相應(yīng)的對(duì)具有相應(yīng)的對(duì)稱性稱性, 則可按下述步驟來處理有關(guān)問題：則可按下述步驟來處理有關(guān)問題：0, ,IM B H 具有對(duì)稱分布傳導(dǎo)電流對(duì)稱性分析0(LH dlI L的選擇依賴于對(duì)稱性分析） =BHMa上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出31選回路選回路 . .L例例1、載流螺線管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為、載流螺線管內(nèi)充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為 的磁介質(zhì)，每的磁介質(zhì)，每匝電流為匝電流為I，單位長度匝數(shù)為，單位長度匝數(shù)為n.求內(nèi)部的磁場強(qiáng)度、磁感求內(nèi)部的磁場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度r解解0LH dlIb HbnIHn

17、I00=rrBHnIm mm m=+BLMNPOb上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出32 例例2： 載流為載流為 的的“無限長無限長” 導(dǎo)線處在相對(duì)磁導(dǎo)率導(dǎo)線處在相對(duì)磁導(dǎo)率為為 的磁介質(zhì)的磁介質(zhì). 求求（1）磁介質(zhì)中任意點(diǎn)磁介質(zhì)中任意點(diǎn) P 的磁感應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小強(qiáng)度的大小.rI解解 (1)對(duì)稱性分析，磁場呈柱對(duì)成分布對(duì)稱性分析，磁場呈柱對(duì)成分布2HrI2IHr0r2IBHr IrrP0LH dlI上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出33解：解：磁化介質(zhì)棒的磁化強(qiáng)度磁化介質(zhì)棒的磁化強(qiáng)度上頁上頁 下頁下頁 返回

18、返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出34 解：解：(1)設(shè)螺繞環(huán)的平均半徑為設(shè)螺繞環(huán)的平均半徑為R，取與環(huán)同心的半徑為，取與環(huán)同心的半徑為R的的圓周圓周 為安培環(huán)路，由安培環(huán)路定理可得為安培環(huán)路，由安培環(huán)路定理可得l上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出35(3)、磁化電流、磁化電流上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出36IIIRdr1m 解：解：傳導(dǎo)電流和磁介質(zhì)具有相同的均勻軸對(duì)稱分布，磁場分傳導(dǎo)電流和磁介質(zhì)具有相同的均勻軸對(duì)稱分布，磁場分布也是軸對(duì)稱的以軸線上的點(diǎn)為圓心垂直軸線，作半徑為布也是軸對(duì)

19、稱的以軸線上的點(diǎn)為圓心垂直軸線，作半徑為r的的圓形回路圓形回路L，由安培環(huán)路定理，在，由安培環(huán)路定理，在rR的區(qū)域中的區(qū)域中磁介質(zhì)外磁介質(zhì)外上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出37IIIRdr1m磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度磁化電流磁化電流解：解：M內(nèi)e內(nèi)a內(nèi)M內(nèi)e內(nèi)a內(nèi)上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出38IIIRdr1m相應(yīng)柱殼的內(nèi)外表面上的束縛電流大小為相應(yīng)柱殼的內(nèi)外表面上的束縛電流大小為解：解： 在介質(zhì)殼內(nèi)空間，在介質(zhì)殼內(nèi)空間，B僅由內(nèi)柱面上電僅由內(nèi)柱面上電流產(chǎn)生，其大小為流產(chǎn)生，其大小為上頁上頁 下頁下頁 返回返回

20、 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出五、磁介質(zhì)邊值關(guān)系1B的法線分量連續(xù)的法線分量連續(xù)根據(jù)高斯定理可以證明根據(jù)高斯定理可以證明21nnBB= 2H的切線分量不連續(xù)的切線分量不連續(xù)環(huán)路定理可以證明環(huán)路定理可以證明21ttHHa-=a-分界面兩側(cè)傳到電流密度分界面兩側(cè)傳到電流密度上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出21ttHHa-=0a=對(duì)各向同性介質(zhì)滿足對(duì)各向同性介質(zhì)滿足21ttHH= 3、B線的折射定律線的折射定律即：兩介質(zhì)分界面兩側(cè)即：兩介質(zhì)分界面兩側(cè)21nnBB=上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出

21、5.3 鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)知識(shí)點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)：鐵磁質(zhì)磁化規(guī)律、磁化曲線、磁滯回線；鐵磁質(zhì)磁化規(guī)律、磁化曲線、磁滯回線；磁疇理論磁疇理論 ；鐵磁質(zhì)分類及應(yīng)用鐵磁質(zhì)分類及應(yīng)用上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出42 鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)是一種強(qiáng)磁質(zhì)，是一種強(qiáng)磁質(zhì)，磁化后的附加磁感應(yīng)強(qiáng)度磁化后的附加磁感應(yīng)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)遠(yuǎn)大于外磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此用途廣泛。鐵、度，因此用途廣泛。鐵、鈷、鎳以及許多合金都屬鈷、鎳以及許多合金都屬于鐵磁質(zhì)。于鐵磁質(zhì)。5.3 鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出43鐵磁質(zhì)的特點(diǎn)：鐵磁質(zhì)的

22、特點(diǎn)： 能產(chǎn)生非常強(qiáng)的附加磁場能產(chǎn)生非常強(qiáng)的附加磁場B B ，甚至是外磁場，甚至是外磁場的千百倍，而且與外場同方向。的千百倍，而且與外場同方向。 B B 和和H H 呈非線性關(guān)系，呈非線性關(guān)系， 不是一個(gè)恒量。不是一個(gè)恒量。 高高 值值。 磁滯現(xiàn)象，磁滯現(xiàn)象，B B 的變化落后于的變化落后于H H 的變化的變化。上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出一、磁化規(guī)律裝置：環(huán)形螺繞環(huán); 鐵磁質(zhì)Fe,Co,Ni及稀釷族元素的化合物，能被強(qiáng)烈地磁化。RNIH2安培環(huán)路定理：實(shí)驗(yàn)測量B,如用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測量或用小線圈在縫口處測量；由 得出如下曲線。HBro上頁上頁 下頁

23、下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出45一、磁化規(guī)律1r順磁質(zhì)1r非常數(shù)，鐵磁質(zhì)H0oB451r抗磁質(zhì)1rHrHBHrB,=oBrHmm上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出46 鐵磁質(zhì)內(nèi)部相鄰原子的磁鐵磁質(zhì)內(nèi)部相鄰原子的磁矩會(huì)在一個(gè)微小的區(qū)域內(nèi)形成矩會(huì)在一個(gè)微小的區(qū)域內(nèi)形成方向一致、排列非常整齊的方向一致、排列非常整齊的 “自發(fā)磁化區(qū)自發(fā)磁化區(qū)”，稱為磁疇，稱為磁疇( (magnetic domainmagnetic domain) ) 。 磁疇大?。捍女牬笮。?810m1010每個(gè)磁疇所含分子數(shù)：每個(gè)磁疇所含分子數(shù)： 2117

24、1010二、磁疇理論 鐵磁性主要來源于電子的自旋磁矩。 上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出47鐵磁質(zhì)在外磁場中的磁化過程主要為疇壁的移動(dòng)和磁疇內(nèi)磁矩的轉(zhuǎn)向。 自發(fā)磁化方向逐漸轉(zhuǎn)向外磁場方向（磁疇轉(zhuǎn)向），直到所有磁疇都沿外磁場方向整齊排列時(shí)，鐵磁質(zhì)就達(dá)到磁飽和狀態(tài)。 T KT K 上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出48HBcHcHrBSBB的變化落后于H，從而具有剩磁，即磁滯效應(yīng)每個(gè) 對(duì)應(yīng)不同的 與磁化的過程有關(guān)。BH起始磁化曲線；起始磁化曲線； rB剩磁飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度SBcH矯頑力三、磁化曲線 磁滯回線在交變電

25、流的勵(lì)磁下反復(fù)磁化使其溫度升高的磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。與磁滯回線所包圍的面積成正比。上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出49如：鐵為 1040K，鈷為 1390K，磁介質(zhì)當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，由高磁導(dǎo)率、磁滯、磁致伸縮等一系列特殊狀態(tài)全部消失，而變?yōu)轫槾判?。這溫度叫臨界溫度臨界溫度，或稱鐵磁質(zhì)的居里點(diǎn)居里點(diǎn)。不同鐵磁質(zhì)具有不同的轉(zhuǎn)變溫度四、鐵磁性的材料軟磁材料。軟磁材料。純鐵，硅鋼、坡莫合金(Fe，Ni)，鐵氧體等。r大，易磁化、易退磁（起始磁化率大），飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大，矯頑力(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長用于繼電器、電機(jī)、以及高頻電

26、磁元件的磁芯、磁棒。上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出50硬磁材料硬磁材料鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金 矩磁材料矩磁材料磁滯回線是矩形。用于記憶元件記憶元件，當(dāng)+脈沖產(chǎn)生HHC使磁芯呈+B態(tài)，脈沖產(chǎn)生-HC使磁芯呈-B態(tài)。HBCHCH矯頑力(Hc)大（102A/m)，剩磁剩磁B Br r大大磁滯回線的面積大，損耗大。還用于磁電式電表中的永磁鐵。耳機(jī)中的永久磁鐵，永磁揚(yáng)聲器。錳鎂鐵氧體，鋰錳鐵氧體HBCHCH上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 矩磁材料制成環(huán)形小磁芯，用一個(gè)脈沖信號(hào)使之磁化，剩磁只有兩個(gè)可能的方向，分別

27、表示二進(jìn)制數(shù)中O和1重現(xiàn)信號(hào)時(shí)，重要的只是剩磁的方向，而不是剩磁的大小，因此數(shù)字化信號(hào)更為可靠上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 5.4 磁磁 路路知識(shí)點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)：磁路、磁路定理；磁路、磁路定理；磁屏蔽磁屏蔽上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 鐵磁質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度鐵磁質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度(B(B線線) )的分布與導(dǎo)體中電流密度的分布與導(dǎo)體中電流密度(J(J線線) )的分布的相似，提供了一個(gè)分析計(jì)算磁場分布的簡單方法的分布的相似，提供了一個(gè)分析計(jì)算磁場分布的簡單方法磁路定理磁路定理，從而可以借用電路中一些熟知的概念來處理

28、磁，從而可以借用電路中一些熟知的概念來處理磁路的問題路的問題 5.4 磁磁 路路一、鐵磁質(zhì)與非鐵磁質(zhì)界面處磁場的分布 矯頑力和剩磁都很小的軟磁材矯頑力和剩磁都很小的軟磁材料，磁滯回線很窄，一般可當(dāng)成線料，磁滯回線很窄，一般可當(dāng)成線性材料，即性材料，即 是常量是常量m介質(zhì)介質(zhì)1 1為空氣，介質(zhì)為空氣，介質(zhì)2 2為軟磁材料，為軟磁材料， 設(shè)設(shè)20q=上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出0285q=介質(zhì)介質(zhì)1 1為空氣，介質(zhì)為空氣，介質(zhì)2 2為磁介質(zhì)，為磁介質(zhì)，27000rm= 空氣中的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍空氣中的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍然與界面幾乎垂直然與界面幾乎垂直鐵芯的空氣氣隙，氣隙中鐵芯的空氣氣隙，氣隙中的的B線近似垂直鐵芯斷面線近似垂直鐵芯斷面，上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出磁路：磁路：閉合鐵芯或開有狹窄空氣隙的鐵芯是閉合鐵芯或開有狹窄空氣隙的鐵芯是B B線的主要通路，線的主要通路，稱為磁路稱為磁路這與閉合電路很相似，磁路以外的這與閉合電路很相似，磁路以外的B B線稱為線稱為漏磁漏磁上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出二、磁路定理根據(jù)安培環(huán)路定理有根據(jù)安培環(huán)路定理有: :lNIH dl=i iH l=0i iriB