磁场中的磁介质
磁介质
磁介质的分类
磁介质–能与磁场产生相互作用的物质
磁化–磁介质在磁场作用下所发生的变化
磁导率–描述不同磁介质磁化后对原外磁场的影响
B
=B
0+B
′
据
B
′的大小和方向可以将磁介质分为四大类
- 顺磁质
B>B0
- 抗磁质
B<B0
- 铁磁质
B>>B0
- 超导体
顺磁质和抗磁质的磁化
PS.抗磁性是一切磁介质共同拥有的特性
磁化强度
磁化强度:
M
=ΔV∑P
m
设
js为轴线单位长度上的磁化电流,则有
M=∣M
∣=ΔV∣P
m∣=lsjsls=js
据此,磁化强度在量值上等于磁介质表面磁化电流面密度
据此:
∮LM
⋅dl
=M∣ab∣=js∣ab∣=∑Is
即:**磁化强度对闭合回路L的线积分,等于穿过以L为周界的任意曲面的磁化电流的代数和。
**
磁介质中的磁场
磁场中的高斯定理
由于磁感应线都是闭合曲线,所以:
∮sB
⋅dS
=∮s(B
0+B
′)⋅dS
=0
磁介质中的安培环路定理
磁介质中的安培定理:
在稳恒磁场中,磁场强度矢量沿任一闭合路径的线积分(即磁场强度的环流)等于环路所包围的传导电流的代数和,而与磁化电流无关。
以无限长直通电螺线管为例,设管内介质相对磁导率为
μr且为顺磁质,传导电流为
I0,单位长度有n匝,则有
∮LB
⋅dl
=μ0n(I0+Is)
有:
μ0(I0+Is)=μI0
∮LB
⋅dl
=μnI0
令
H
=μ0μrB
则:
∮LH
⋅dl
=∑I
磁介质中的安培环流定理 |
电介质中的高斯定理 |
B
=μ0μrH
|
E
=ε0εrD
|
∮LH
⋅dl
=∑I |
∮sD
⋅dS
=∫VρedV |
铁磁质
磁化曲线
据磁化曲线可以得到,铁磁质的
μr不一定是一个常数,他可能是
H
的函数
磁滞回线
铁磁质总结
- 磁导率
μ不是一个常量,其值不仅仅决定于原线圈中的电流,还决定于铁磁质样品磁化的历史,B与H不是线性关系
- 有很大的磁导率。放入线圈中可以使磁场增强
102 104
- 有剩磁、磁饱以及磁滞的现象
- 温度超过居里点,铁磁质变为顺磁质
铁磁质的分类与应用
- 软磁材料:变压器、继电器、电机、各种高频电磁元件的磁芯、磁棒
- 硬磁材料:永磁铁
- 矩磁材料:储存元件