【正文】 21 UUU H ?? ? ??21d lE H??? ???? 21 d)( lBv?????? 21 d lvB v B b??n e v b dI ??dIBneU H1???neK1???IB? 12VHE?bddIBRUHH ?BvE H ??? ???167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) ?對(duì)正載流子 12VIB??v?LF?eF?HE?? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ?21 UUU H ??? ???? 21 d)( lBv????? 21 d lvBv B b?dIBnqU H1??nqK1?n e v b dI ?167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) 討論： (1)導(dǎo)體中自由電子的濃度很大 (約 1029/m3)，霍耳效應(yīng)不明顯；半導(dǎo)體有明顯的霍耳效應(yīng) ? n型半導(dǎo)體：載流子以 電子 為主 ? p型半導(dǎo)體：以帶正電的 空穴 為主 (2)測(cè)定霍耳系數(shù) (或霍耳電勢(shì)差 )：可判定載流子正負(fù)，測(cè)定載流子濃度 nqR H1?neR H 1??167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) [例 15]半徑 R、 載流 I 的半圓形閉合線圈共有 N 匝 ， 當(dāng)均勻外磁場(chǎng)方向與線圈法向成 60o角時(shí) ， 求 (1)線圈的磁矩； (2)此時(shí)線圈所受磁力矩； B?IR060n?解： (1)線圈磁矩 nNI Sm ?? ?nRNI ?221 ??167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (2)磁力矩大小為 060s inmBM ?2321 2?? BRNI ?243RN I B ??方向豎直向上 B?IR060n?nRNIm ?? 221 ??167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) BBB ??? ??? 0 ： 真空中的磁感強(qiáng)度 0B? ： 磁化產(chǎn)生的附加磁場(chǎng) 39。B??磁介質(zhì)中 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 ?定義 0BBr ??——相對(duì)磁導(dǎo)率 一、磁介質(zhì)的分類 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) ?根據(jù) ?r的不同 ， 磁介質(zhì)分為三類： (1)順磁質(zhì)： ?r1 (2)抗磁質(zhì)： ?r1 (3)鐵磁質(zhì)： ?r1 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 0BBr ??～ 1?105?1 ——弱磁性物質(zhì) ——強(qiáng)磁性物質(zhì) ???? 順磁質(zhì)磁化電流的磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)方向一致，抗磁質(zhì)則相反 第 7 章 恒定磁場(chǎng) N S?磁介質(zhì)表面出現(xiàn) 磁化電流 ? ? ???? L sIIlB )(d 0???二、 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定律 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 ????????????????? ????????r?匝NIr0L?以充滿各向同性均勻順磁質(zhì)的螺繞環(huán)為例 ? ???L sINIlB )(d 0????)(2 0 sINIrB ???? ??無(wú)磁介質(zhì)時(shí)有 NIrB 00 2 ?? ??第 7 章 恒定磁場(chǎng) ? ???L sINIlB )(d 0??? NIr?? 0?其中 r??? 0?NI??——磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率 ?BH ?? ?令 —— 磁場(chǎng)強(qiáng)度 ? ???? L IlH ?? d——磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 傳導(dǎo)電流 單位：安培 /米 (A/m) H??? I?167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 ? ???L qD 0Sd ??0BBr ?? ? NIINI s??第 7 章 恒定磁場(chǎng) HBMBH????????????00HM ?? ??各向同性 磁介質(zhì) （磁化率） ?HB ?? )1(0 ?? ??HHB ??? ??? ?? r0磁場(chǎng)強(qiáng)度 MBH?????0? 磁介質(zhì) 中的 安培環(huán)路 定理 ?? ?? IlHl ?? dVmM??? ??分子磁矩的矢量和 體積元 第 7 章 恒定磁場(chǎng) [例 16]半徑為 R1的無(wú)限長(zhǎng)圓柱導(dǎo)體 (???0)， 外有一半徑為 R2的無(wú)限長(zhǎng)同軸圓柱面 ， 兩者間充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為 ?r的均勻磁介質(zhì)。 設(shè)電流 I 從圓柱體中均勻流過(guò)并沿外圓柱面流回 。 求磁場(chǎng)的分布 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 r?1R2RII第 7 章 恒定磁場(chǎng) 解： 作半徑為 r 的圓周為積分回路 L L包圍電流 221rRII ????r?1R2RII? rR1： ? ?? L lH ?? drH?2?IRr212?39。I?L rIRrH 212 ??? IRrB 2102 ???167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) r?1R2RII?R1 r R2： ? ??L rHlH ?2d ??I?rIH?2??rIB r???20?L r? rR2： ? ??L rHlH ?2d ?? 0?0?? HII ??0?B磁場(chǎng)分布與電流滿足右手螺旋定則 L167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (1)相對(duì)磁導(dǎo)率 ?r 1：一般可達(dá) 102~104，最高可達(dá) 106 (2)? 隨 H而變化，即 B與 H之間是非線性關(guān)系 BH0abcs起始磁化曲線 SB三、 鐵磁質(zhì) 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (3)磁滯現(xiàn)象 BH0cHrBsBr: 剩余磁感強(qiáng)度 Hc: 矯頑力 磁滯回線 (4)鐵磁質(zhì)有一臨界溫度 Tc居里點(diǎn) ?T Tc時(shí)，鐵磁質(zhì)將喪失其鐵磁性而轉(zhuǎn)為順磁質(zhì) 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) 2. 鐵磁質(zhì)的微觀解釋 ?磁疇： 相鄰原子中的電子自旋磁矩自發(fā)地平行排列，形成一個(gè)個(gè)小的自發(fā)磁化區(qū) (1)無(wú)外磁場(chǎng)： 各磁疇磁化方向雜亂無(wú)章 —— 對(duì)外不顯磁性 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (2)外加磁場(chǎng) ?疇壁運(yùn)動(dòng)： 磁疇的磁化方向轉(zhuǎn)向外場(chǎng)方向，與外磁場(chǎng)方向相同或相近的磁疇的體積逐漸增大，反之則逐漸縮小 ?外場(chǎng)越強(qiáng)，轉(zhuǎn)向越充分。所有磁疇都沿外磁場(chǎng)方向排列時(shí)則達(dá)到飽和磁化狀態(tài) ——磁性很強(qiáng) 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (3)去除外磁場(chǎng)： 分裂成許多磁疇。由于摻雜和內(nèi)應(yīng)力等原因，磁疇之間存在摩擦阻力，使磁疇不能恢復(fù)到磁化前的雜亂排列狀態(tài) ——表現(xiàn)出磁滯現(xiàn)象 (4)T升高 ， 分子熱運(yùn)動(dòng)加劇 。 TTc時(shí) ， 磁疇全部被破壞 ， 鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)為順磁質(zhì) —— 存在居里點(diǎn) 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) 3. 軟磁材料與硬磁材料 ?軟磁材料：矯頑力小 (Hc約為 1A/m)的材料 ——剩磁容易消除 ?磁滯回線狹長(zhǎng) ， 包圍的面積很小 ?在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)，可視為高磁導(dǎo)率的線性介質(zhì) scHrBBH0?應(yīng)用： 變壓器、鎮(zhèn)流器、電動(dòng)機(jī)、電感等的鐵芯 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) ?硬磁材料：矯頑力大 (Hc約為 104?106A/m)的材料 ——剩磁 容易保持 scHrBBH0?應(yīng)用： 永磁體 (如揚(yáng)聲器 、 耳機(jī)等的永磁體 )、記錄磁帶 、 計(jì)算機(jī)的記憶元件 ?磁滯回線較寬 ， 包圍的面積較大 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響