【正文】 ） ssmssm jlSlSjVpMMlSjSIp ??????????sI0I 磁化強(qiáng)度 M在量值上等于磁化面電流密度。 a b c d 取如圖所示的積分環(huán)路 abcda: ???? ?? ssl IabjabMldM ?? 磁化強(qiáng)度對(duì)閉合回路 L的線積分，等于穿過(guò)以L為周界的任意曲面的磁化電流的代數(shù)和。 四、 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 磁化強(qiáng)度與磁化電流的關(guān)系 39。BBB ??? ?? 0S B?B? 0???s SdB ??0?????? ?? s os Sd)BB(SdB ?????0???s o SdB ?? 0????s SdB ??通過(guò)磁場(chǎng)中任一閉合曲面的總磁通量為零 磁介質(zhì)中的高斯定理 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 ? ? ???L L sIIldB )(0???ldMIldB LLL???? ????? ???00 ???? ???LLIld)MB( 00?????? ??LsL IldM???MBH?????0?定義 磁場(chǎng)強(qiáng)度 ?? ??LLIldH 0?? 在穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量沿任一閉合路徑的線積分（即環(huán)流）等于包圍在環(huán)路內(nèi)各傳導(dǎo)電流電流的代數(shù)和，而與磁化電流無(wú)關(guān)。 單位 ：安培 /米 (A/m) 五、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系 HM m ?? ??MBH?????0?HB ?? ??介質(zhì)的磁導(dǎo)率 介質(zhì)的磁化率—m?HB m??????0H)(B m ?? ?? ?? 10r???? ?r0電介質(zhì)中的 高斯定理 磁介質(zhì)中的 安培環(huán)路定理 ? ??? ?SiS qqSdE )(39。01?????? ???L sL LIIldB 00 ????ldMIldB LLL???? ????? ?? 00 ???????LL IldMB ???)(0?MBH?????0?????LLIldH ??? ????? ? SSS SdPqSdE????0011????? ??SSqSdPE ??? )( 0?PED ??? ?? 0??? ?? V eS dVSdD ???E)(D e ?? 01 ????EED r ??? ??? ?? 0 稱(chēng)為相對(duì)電容率 或相對(duì)介電常量 r?之間的關(guān)系 EDP ??? 、)( er ?? ?? 1EP e ?? 0???HM m ?? ??之 間的關(guān)系 M,H,B ???MBH?????0?PED ??? ?? 0?H)(B m ?? ?? ?? 10)( mr ?? ?? 1HHB r ??? ??? ?? 0r?稱(chēng)為相對(duì)磁導(dǎo)率 r??? 0? 磁導(dǎo)率 例 1 一環(huán)形螺線管，管內(nèi)充滿(mǎn)磁導(dǎo)率為 μ，相對(duì)磁導(dǎo)率為 μr的順磁質(zhì)。環(huán)的橫截面半徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑。單位長(zhǎng)度上的導(dǎo)線匝數(shù)為 n。 求：環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度 rHldHL ?2??? ?? NI?rNIH?2?nI?HHB r??? 0??rO解： 例 一根 “ 無(wú)限長(zhǎng) ” 的直圓柱形銅導(dǎo)線，外包一層相對(duì)磁導(dǎo)率為 μr的圓筒形磁介質(zhì)，導(dǎo)線半徑為 R1，磁介質(zhì)的外半徑為 R2，導(dǎo)線內(nèi)有電流 I通過(guò)，電流均勻分布在橫截面上，如圖所示，求： (1)介質(zhì)內(nèi)外的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，并畫(huà)出 Hr圖，加以說(shuō)明 (r是磁場(chǎng)中某點(diǎn)到圓柱軸線的距離 )； (2)介質(zhì)內(nèi)外的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，并畫(huà)出 Br圖，加以說(shuō)明 . 解 (1)求 Hr關(guān)系 電流 磁場(chǎng)分布軸對(duì)稱(chēng)性， 選擇積分回路 L(以圓柱軸線為圓心、 r為半徑的圓周 )，可得 當(dāng) r≤R1時(shí)， 2L H d l r H I?? ? ? ??12HIr?? ?21 2211122IIH r rr R R?? ? ???當(dāng) R1＜ r＜ R2時(shí)， 2 2IHr??當(dāng) r＞ R2時(shí)， 3 2IHr??畫(huà)出 Hr曲線，如圖 (a)所示 . 圖 (2)求 Br關(guān)系 根據(jù) B＝ μH＝ μ0μrH確定 B分布 . 當(dāng) r＜ R1，該區(qū)域在金屬導(dǎo)體內(nèi)，可作為真空處理， μr＝ 1，故 01 0 1 212IB H rR?????當(dāng) R1＜ r＜ R2，該區(qū)域是相對(duì)磁導(dǎo)率為 μr的磁介質(zhì)內(nèi)，故 2 2 0 2rIBHr? ? ????當(dāng) r＞ R2，該區(qū)域?yàn)檎婵?，? 03 0 3 2IBHr?????畫(huà)出 Br曲線，如圖 (b)所示 . 可見(jiàn)，在邊界 r＝ R1和 r＝ R2處，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B不連續(xù) . 圖 01 0 1 212IB H rR?????2 2 0 2rIBHr? ? ????例 2 一無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱體，通有電流 I ，設(shè)電流 I 均勻分布在整個(gè)橫截面上。柱體的磁導(dǎo)率為 μ，柱外為真空。 求：柱內(nèi)外各區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。 解： I R 0?I?rH??Rr ?rHldHL ?2??? ?? I??IRr22?22 RIrH?? 22 RIrB???在分界面上 H 連續(xù) , B 不連續(xù) Rr ? IrH ??2rIH?2? rIB??20?I R 0?H?r?HR rRI?2OBR rRI??2ORI??20 磁化曲線 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 RNIH?2?實(shí)驗(yàn)測(cè)量 B,如用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 測(cè)量 或用小線圈在縫口處測(cè)量； H~r?HBor ?? ?由 得出 曲線 鐵磁質(zhì)的 不一定是個(gè)常數(shù)， 它是 的函數(shù) H? r?六、 鐵磁質(zhì) 原理 : 勵(lì)磁電流 I。 用安培定理得 H RI IH~r?H~BHr,B ?初始磁 化曲線 a. . bcdBOH. . SBSHe. . rB?fCHSB?. SH?矯頑力 CH?飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁滯回線 剩 磁 rB 磁滯回線 HBcHcH?rB SBB的變化落后于 H，從而具有剩磁，即 磁滯效應(yīng) 。每個(gè) H對(duì)應(yīng)不同的 B與磁化的歷史有關(guān)。 磁滯回線 不可逆過(guò)程 在交變電流的勵(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。 鐵磁體于鐵電體類(lèi)似；在交變場(chǎng)的作用下，它的形狀 會(huì)隨之變化，稱(chēng)為 磁致伸縮 （ 105數(shù)量級(jí)）它可用做 換能器，在超聲及檢測(cè)技術(shù)中大有作為。 磁 疇 根據(jù)現(xiàn)代理論，鐵磁質(zhì)相鄰原子的電子之間存在很強(qiáng)的“ 交換耦合作用 ”，使得在無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)，電子自旋磁矩能在小區(qū)域內(nèi)自發(fā)地平行排列，形成自發(fā)磁化達(dá)到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域。 這些區(qū)域稱(chēng)為“ 磁疇 ” 多晶磁疇結(jié)構(gòu) 示意圖 顯示磁疇結(jié)構(gòu)的鐵粉圖形 純鐵 硅鐵 鈷 三種鐵磁性物質(zhì)的磁疇 SiFe單晶 (001)面的 磁疇結(jié)構(gòu) 箭頭表示 磁化方向 臨界溫度 (鐵磁質(zhì)的 居里點(diǎn) ) 每種磁介質(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)轫槾判浴? 不同鐵磁質(zhì)具有不同的轉(zhuǎn)變溫度 如：鐵為 1040K，鈷為 1390K， 鎳為 630K 用磁疇理論可以解釋鐵磁質(zhì)的磁化過(guò)程、磁滯現(xiàn)象、磁滯損耗以及居里點(diǎn)。 3. 有剩磁、磁飽和及磁滯現(xiàn)象。 鐵磁質(zhì)的特性 2. 有很大的磁導(dǎo)率。 放入線圈中時(shí)可以使磁場(chǎng)增強(qiáng) 102 ~ 104倍。 ，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾刨|(zhì)。 1. 磁導(dǎo)率 μ不是一個(gè)常量，它的值不僅決定于原線 圈中的電流，還決定于鐵磁質(zhì)樣品磁化的歷史。 B 和 H 不是線性關(guān)系。 鐵磁質(zhì)的分類(lèi)及其應(yīng)用 軟磁材料作變壓器的。 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(zhǎng)，損耗?。?HdB面積?。? 還用于繼電器、電機(jī)、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒。 HBcH?cH(1)軟磁材料 (2)硬磁材料 ——作永久磁鐵 鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金 (3)矩磁材料 ——作存儲(chǔ)元件 Br=BS ， Hc不大，磁滯回線是矩形。 用于 記憶元件 ，當(dāng) +脈沖產(chǎn)生 HHC使 磁芯呈 +B態(tài)，則 –脈沖產(chǎn)生 H – HC使 磁芯呈 – B態(tài)，可做為二進(jìn)制的兩個(gè)態(tài)。 HBCHCH?矯頑力 (Hc)大（ 102A/m)， 剩磁 Br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?