01磁介質(zhì)及其分類02抗磁質(zhì)和順磁質(zhì)的微觀解釋03介質(zhì)的磁化04有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理05鐵磁質(zhì)及應(yīng)用5.6磁性材料及其應(yīng)用——

外加磁場——介質(zhì)產(chǎn)生的附加磁場

01磁介質(zhì)及其分類磁化

——

磁場對(duì)磁場中的物質(zhì)的作用磁介質(zhì)

——

在磁場中影響原磁場的物質(zhì)外加磁場的作用下介質(zhì)分子的磁矩取向規(guī)則化，產(chǎn)生附加的磁場

介質(zhì)內(nèi)的磁場三類磁介質(zhì)順磁質(zhì)鋁、錳、鉻、鉑、氧等抗磁質(zhì)氯、銅、鉍、硫、氫、銀等鐵磁質(zhì)坡莫合金、釹鐵硼等介質(zhì)內(nèi)的磁場安培1821年提出分子電流——認(rèn)識(shí)物質(zhì)磁性的重要依據(jù)02抗磁質(zhì)和順磁質(zhì)的微觀解釋1分子電流和分子磁矩分子電流

——原子中的電子繞核旋轉(zhuǎn)以及電子的自旋形成的“分子環(huán)流”每個(gè)分子電流都激發(fā)磁場03介質(zhì)的磁化1磁化強(qiáng)度

無外場——所有分子的磁矩矢量和為零，不呈現(xiàn)磁性有外場——分子的磁矩的矢量和不為零，產(chǎn)生附加磁場——磁化如何表述介質(zhì)磁化程度？磁化強(qiáng)度：單位體積內(nèi)分子的合磁矩來描述介質(zhì)磁化程度在均勻磁介質(zhì)中取體積元磁化強(qiáng)度順磁質(zhì)：抗磁質(zhì)：與外磁場方向一致與外磁場方向相反體積內(nèi)分子磁矩的矢量和介質(zhì)的磁化——內(nèi)部產(chǎn)生附加的磁場附加的磁場——可看作是介質(zhì)表面上的等效電流產(chǎn)生的2磁化電流

——與磁矩對(duì)應(yīng)的電流元在介質(zhì)表面上形成一個(gè)大電流環(huán)磁化電流——

介質(zhì)表面上的等效電流抗磁質(zhì)表面磁化電流順磁質(zhì)表面磁化電流無介質(zhì)時(shí)充滿介質(zhì)時(shí)3長直螺線管內(nèi)磁介質(zhì)表面的磁化電流

單位長度上的自由電流——單位長度上的磁化電流__磁化電流面密度實(shí)驗(yàn)表明在介質(zhì)均勻充滿磁場

體積元

V中分子的附加磁矩的矢量和4抗磁質(zhì)的磁化

分子的固有磁矩激發(fā)一個(gè)和外磁場方向相反的附加磁場抗磁體內(nèi)的磁場——氯、銅、鉍、硫、銀5順磁質(zhì)的磁化

固有磁矩有一定的量值宏觀上呈現(xiàn)出一個(gè)與外磁場同向的附加磁場體積元

V中分子磁矩的矢量和大多數(shù)順磁質(zhì)忽略不計(jì)順磁體內(nèi)的磁場——

鋁、錳、鉻、鉑、氧、氮、鈾04有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理

——充滿各向同性均勻磁介質(zhì)的環(huán)形螺線管__無介質(zhì)時(shí)有介質(zhì)時(shí)兩式相比磁化電流磁化電流——矢量對(duì)回路的線積分只和包圍的自由電流有關(guān)——

回路包圍的自由電流——各向同性均勻介質(zhì)中——磁介質(zhì)中的環(huán)路定理——磁場強(qiáng)度矢量對(duì)任意閉合回路的線積分只和包圍的自由電流有關(guān)磁場強(qiáng)度

一根半徑為R的金屬導(dǎo)體單芯電纜，它和導(dǎo)電外壁之間充滿相對(duì)磁導(dǎo)率為

r的均勻介質(zhì)?，F(xiàn)有電流I均勻地流過金屬導(dǎo)體的橫截面，并沿外壁流回。計(jì)算磁介質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布和介質(zhì)表面的磁化電流

自由電流分布具有軸對(duì)稱性磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分布具有軸對(duì)稱性閉合回路——半徑r的圓磁場強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度無介質(zhì)有介質(zhì)

鐵磁質(zhì)——在外磁場的作用下能產(chǎn)生很強(qiáng)的附加磁場——

外磁場停止作用后，仍能保持其磁化狀態(tài)——具有磁滯現(xiàn)象，B和H之間不具有簡單的線性關(guān)系——具有臨界溫度Tc——居里溫度或居里點(diǎn)

在Tc以上，鐵磁性完全消失而成為順磁質(zhì)——純鐵的居里點(diǎn)：770oC，純鎳：358oC

05鐵磁質(zhì)

——鐵、鈷、鎳、硅鋼、坡莫合金

1鐵磁質(zhì)的特點(diǎn)

2鐵磁質(zhì)的機(jī)理

磁疇——相鄰鐵原子中電子間存在非常強(qiáng)的交換耦合作用

使相鄰原子中電子的自旋磁矩平行排列起來——形成一個(gè)自發(fā)磁化達(dá)到飽和狀態(tài)的微小區(qū)域——溫度較高時(shí)

鐵磁質(zhì)中原子的熱運(yùn)動(dòng)破壞了原子的交換作用——磁疇全部被破壞，鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾刨|(zhì)

居里溫度：純鐵為770oC，純鎳為358oC

3鐵磁質(zhì)的磁化

無外磁場：磁體體內(nèi)磁矩排列雜亂任意物理無限小體積內(nèi)的平均磁矩為零有外磁場：磁矩與外磁場同方向排列時(shí)的磁能最低——自發(fā)磁化磁矩和外磁場成小角度的磁疇處于有利地位

這些磁疇體積逐漸擴(kuò)大——自發(fā)磁化磁矩與外磁場成較大角度的磁疇體積縮小3鐵磁質(zhì)的磁化

——隨著外磁場的不斷增強(qiáng)

取向與外磁場成較大角度的磁疇全部消失——留存的磁疇

向外磁場的方向旋轉(zhuǎn)——繼續(xù)增加磁場

磁疇沿外磁場排列整齊——磁化達(dá)到飽和

鐵磁質(zhì)的磁化4鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律

磁化曲線——B~H的關(guān)系曲線——鐵芯中的B由磁通計(jì)上的次級(jí)線圈測出

鐵芯中的H由勵(lì)磁電流得到1)起始磁化曲線

線性階段——H較小

非線性階段——逐漸增大H——B迅速增大

磁飽和狀態(tài)——H增大到一定值后——B不再隨著H的增大而增大

2)磁滯曲線——達(dá)到飽和后緩慢減小HB不按原來曲線減小剩磁——ab——完全消除剩磁，必須加反向磁場矯頑力——bc——繼續(xù)增加反向磁場，磁化達(dá)到反向飽和——cd磁致伸縮效應(yīng)——鐵磁體在交變磁場的作用下

它的形狀隨之改變——反向磁場減小到零，同樣出現(xiàn)剩磁現(xiàn)象

不斷地正向或反向緩慢改變磁場

磁化曲線為一閉合曲線磁滯回線——B的變化總落后于H的變化——磁滯現(xiàn)象

5鐵磁質(zhì)的分類

1)軟磁材料矯頑力很小——磁滯回線窄，所圍的面積小

磁滯損耗小，剩磁小——純鐵、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體，

適用于交變磁場中，常用作變壓器、繼電器、

電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、發(fā)動(dòng)機(jī)的鐵芯2)

硬磁材料——矯頑力大，剩磁大，

磁滯回線寬，所圍的面積大，

磁滯損耗大。——碳鋼、鎢鋼、鋁鎳鈷、合金——磁化后能保持很強(qiáng)的磁性，