第七章磁介質

§1磁介質存在時靜磁場的基本規律§2順磁性與抗磁性§3鐵磁性與鐵磁質§4磁路及其計算§5磁場的能量和能量密度§1磁介質存在時靜磁場的基本規律(2)解釋現象

(1)分子電流觀點2.用分子電流觀點解釋磁化現象1.磁化現象一、磁介質的磁化磁化強度在磁場的作用下能發生變化并能夠影響磁場的物質叫磁介質，磁介質在磁場的作用下能發生變化稱為磁化。

設螺線管內充滿均勻磁介質，發生均勻磁化，磁介質內部分子電流的效應相互抵消，磁介質表面相當于有一層面電流通過，這是因為磁化而出現的宏觀電流，叫做磁化電流。

除磁化電流之外的電流叫做傳導電流。

3.磁化的描述其單位為：

常用：其中n——單位體積內的磁分子數。

[討論]單位體積內磁分子的分子磁矩之矢量和，即定義為：

二、磁化電流

①磁介質體內

因此，穿過S面的總磁化電流為[注]根據斯托克斯公式:

②兩磁介質分界面處磁化面電流分布磁介質1磁介質2圖7-2

磁化面電流密度（單位長度上的電流）：

θ1θ2

磁化面電流示例：

θθ

Z圖7-3

ⅱ）均勻磁化長條形棒（如：圓柱形）X圖7-4

介質內總磁場：1.高斯定理2.安培環路定理由第五章知：介質內總磁場滿足：即

得磁介質中的安培環路定理(1)介質內的總場決定磁化狀態。

說明：

四、介質的磁化率與磁導率

解：環內取一點，作與環同心的圓周環路，由安培環路定理得對環外取一點作類似環路，可得到環外的點有

r每匝的自感磁通：整個螺繞環的自感磁鏈：自感：

空心螺繞環的自感：

五、靜磁場與靜電場方程的對比靜磁場靜電場作業P320：7.1.2、7.1.4、7.1.7§2順磁性與抗磁性一、順磁性各種磁介質的內部結構不完全相同，按磁性可將介質分為二類:第一類分子，各電子磁矩不完全抵消，整個分子存在固有磁矩。第二類分子中，各電子磁矩互相抵消，分子的固有磁矩為零。

圖7-5

υ

r

e

i

二、抗磁性

抗磁性起因于電子軌道運動在外磁場作用下的變化。經典物理解釋：

抗磁性存在于一切磁介質中，只是如果順磁性超過抗磁性就成為順磁質。順磁性弱于抗磁性則是抗磁質。§3鐵磁性與鐵磁質一、鐵磁質的磁化性能

研究鐵磁質磁化規律的實驗裝置如圖所示：

其中I0由電流表測出，n已知，則可知H

；而R、ε決定I0，故改變R、ε即可改變H（包括改變電源的極性連接）。

R

K原副GN1N2I0ε圖7-8

測得磁通，再由已知副線圈匝數、截面積，便可得B。測各對應的B，描點作圖即可研究樣品鐵磁質的磁化規律。

開始應使樣品處于未磁化狀態：因磁化與歷史有關，為方便研究，要求在研究前應除去已有磁性，方法為:

2.起始磁化曲線

起始磁化曲線：

B

OA非線性

線性區

SCHSH圖7-9

如圖7-10(a)所示。

MOACBSHMS圖7-10(a)

[注]3.磁滯回線QˊSˊCHCOB

R

BR

B1ˊB1

H1S

HS退磁段反向磁化正向磁化圖7-11

此曲線為磁化一周的情況，閉合曲線被稱為磁滯回線。

(1)“磁滯”的含義指：

[說明]S＇

這種“跟不上”并非時間上滯后，是非線性、非單值所致。

(2)上述回線為對應頂點S和S‘之最大磁滯回線，當H達不到Hs而即減小時，回線也小（如下圖）。圖7-12綜上可見：鐵磁質M、B與H的的關系不但非線性，而且非單值。M、B的數值除了與數值H有關外，還決定于該介質的磁化歷史。鐵芯在交變磁場中有能量損耗——鐵損。鐵損包括兩個方面：4.磁滯損耗5.對鐵磁質適應和不適應的結論P300表7-1.磁性主要來源與電子自旋磁矩。二、鐵磁質分類及微觀結構簡介1.分類按矯頑力Hc

的大小劃分：

2.微觀結構作業：P321：7.3.1跨過兩磁介質的分界面，將磁場方程用于界面可得到兩側磁場量之間的關系，即磁場方程的邊界形式——邊界條件。

2

1

Δh(Δh→0)

ΔS2=ΔS

ΔS1=—ΔS

§4邊界條件磁路及其計算一、磁介質的邊界條件

也可寫成

2

1

H2t

H1t

Δh(→0)

21μ2μ1

θ1θ2

，或

21

鐵磁質圖7-17

(2)沿磁路選取積分回路-----串聯回路為例二、磁路定理1.磁路2.磁路定理（場論——路論）(1)基礎串聯磁通相等其中各段的磁通相同。定義：

磁動勢——

磁阻——磁勢降——所以

并聯、串聯規律同于電學相應規律，只需作如下對換：

磁電

類似問題，如回路磁勢定律、節點磁通定律等。

3討論

解：磁路的總磁阻為磁路的磁動勢線圈應通的電流

解：以Rm1和Rm2分別代表鐵心及氣隙的磁阻，開氣隙后鐵心長度變化很小，Rm1=Rm=105H-1,磁動勢總磁阻所以線圈電流應增為(1)電能定域于電場中，；

出發點：自感線圈儲能

(1)考慮到方向，有磁能密度公式：；

(2)表明能量分布于磁場中；