電子工程物理基礎(chǔ)12

1、§12－1 磁介質(zhì) 介質(zhì)的磁化,一、磁介質(zhì)及其分類,磁介質(zhì)置于B0中，激發(fā)附加B?,討論：,1),2),,二、分子電流和分子磁矩,分子中電子和核的運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生磁效應(yīng)，分子對(duì)外界磁效應(yīng)的總和可用一個(gè)等效的圓電流來(lái)代替，稱為分子電流，其磁矩稱為分子磁矩，用 表示。,抗磁性物質(zhì)：,順磁性物質(zhì)：,但無(wú)外場(chǎng)時(shí)，由于分子電流的取向在各方向幾率一樣，因此對(duì)外不顯磁性,磁介質(zhì)在外場(chǎng)中受到兩種作用：,一是分子固有磁矩在外場(chǎng)中重新取

2、向，產(chǎn)生磁場(chǎng),與外磁場(chǎng) 同向。,二是在外場(chǎng)作用下，原子或分子中各個(gè)電子因進(jìn)動(dòng)而產(chǎn)生附加磁矩，用 表示。無(wú)論是抗磁物質(zhì)還是順磁物質(zhì) 總是與 反向。,三、抗磁質(zhì)的磁化,與,的方向相反，,與,的方向相反，,四、順磁質(zhì)的磁化,與,的方向相反，,與,的方向相同,與,的方向相同，,但,故抗磁性顯現(xiàn)不出來(lái)，,§12－2 磁化強(qiáng)度 磁化電流,一、磁化強(qiáng)度,討論：,對(duì)于真空 M=0,對(duì)于順磁

3、質(zhì),對(duì)于抗磁質(zhì),定義：,即單位體積內(nèi)所有分子磁矩的矢量和,二、磁化電流,磁化面電流,單位體積磁矩,§12－3 磁介質(zhì)中的磁場(chǎng),一、有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理,其中：I為傳導(dǎo)電流，IS為磁化電流,又因,安培環(huán)路定理可寫(xiě)成,令磁場(chǎng)強(qiáng)度,有磁介質(zhì)的安培環(huán)路定理,三、 的關(guān)系,為介質(zhì)的磁化率,均勻磁介質(zhì),非均勻,順磁質(zhì),無(wú)磁質(zhì),其中：,磁導(dǎo)率,抗磁質(zhì),相對(duì)磁導(dǎo)率,§12－5 鐵磁質(zhì),一、鐵磁質(zhì)

4、的特征,1. ?r >>1，產(chǎn)生特強(qiáng)附加磁場(chǎng)B?2. ?r與磁化的過(guò)程有關(guān)，B與H非線性3. 磁滯現(xiàn)象，B變化落后于外磁場(chǎng)H4. 居里溫度，一定的鐵磁材料存在一特定的臨界溫度，稱為居里點(diǎn)，當(dāng)溫度在居里點(diǎn)以上時(shí)，它們的磁導(dǎo)率和磁場(chǎng)強(qiáng)度H無(wú)關(guān)，這時(shí)鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)化為順磁質(zhì),二、磁滯回線,特點(diǎn)：,1. 起始磁化曲線,非線性（H～B）隨H變化,實(shí)驗(yàn)測(cè)量：,通常把鐵磁質(zhì)試樣做成環(huán)狀，外面繞上若干線圈,電流計(jì)測(cè)量I，磁通計(jì)測(cè)量B，得到

5、試樣的H～B曲線。,外磁場(chǎng)撤去后,仍能保留部分磁性存在，這種現(xiàn)象稱為剩磁現(xiàn)象。鐵磁質(zhì)的初始磁化、消磁、反向磁化過(guò)程構(gòu)成一圖所示的閉合曲線，稱為磁滯回線。由閉合曲線看到，B的變化總是落后于H的變化。這種現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象。,2. 磁滯回線及磁滯現(xiàn)象,三、磁疇,鐵磁質(zhì)內(nèi)部原子間的相互作用非常強(qiáng)烈,在這種作用下,鐵磁質(zhì)的內(nèi)部形成了一些自發(fā)磁化的小區(qū)域－磁疇.,每一磁疇中,各原子的排列很整齊,因此具有很強(qiáng)的磁性.但不同的磁疇排列方向彼此不同,

6、所以沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí),各磁疇磁矩相互抵消,對(duì)外不顯磁性.,加上外磁場(chǎng) :各磁疇磁矩取向趨于一致,且與外磁場(chǎng)方向相同,所以在不強(qiáng)的外磁場(chǎng)下,鐵磁質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的磁性.通常鐵磁質(zhì)產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)要比外磁場(chǎng)要大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。,存在居里點(diǎn)原因:鐵磁質(zhì)中的自發(fā)磁化區(qū)域磁疇受到劇烈的分子熱運(yùn)動(dòng)的破壞，磁疇被瓦解,鐵磁質(zhì)的特性消失,過(guò)渡到順磁質(zhì).不同的鐵磁質(zhì)居里溫度亦不同.,鐵磁質(zhì)的磁滯及剩磁原因:用于磁疇的轉(zhuǎn)向需要克服阻力（來(lái)自磁疇間的摩擦），因此當(dāng)外磁